ABSTRACT
RESUMEN El proceso de lodos activados es comúnmente utilizado en plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) para reducir la concentración de materia orgánica disuelta que llega en el afluente. A pesar de los avances en el estudio de las comunidades microbianas de los lodos activados, falta mucho para entender su potencial funcional y su variabilidad ante las fluctuaciones temporales del afluente y los cambios en la operación de las PTAR. En consecuencia, en este trabajo se analizó la variación del potencial metabólico de la comunidad bacteriana del lodo activado a lo largo de un ciclo anual y se relacionó esa dinámica con variables ambientales y operacionales de una PTAR con alcantarillado combinado. La predicción del metagenoma de la comunidad bacteriana se realizó con PICRUSt2. Esta aproximación permitió evidenciar el fenómeno de redundancia funcional en la comunidad. También, se logró analizar la fluctuación temporal de los genes asociados a procesos relacionados con los ciclos del nitrógeno y azufre y su relación con variables ambientales y operacionales de la PTAR. Se encontró que dichos procesos están relacionados diferencialmente con la precipitación y los cambios en la edad de lodo observados para el periodo estudiado. Estos resultados contribuyen al entendimiento de las dinámicas de la comunidad bacteriana con relación al funcionamiento de este tipo de sistemas biotecnológicos.
ABSTRACT Activated sludge process is commonly used in wastewater treatment plants (WWTP) where a microbial community removes the organic matter from the influent. Despite the advances in the study of this community, there is still a gap of knowledge about its functional potential and its variability due to temporary fluctuations of the influent and the WWTP operation. Therefore, this work analyzed the metabolic potential variation of the activated sludge bacterial community throughout an annual cycle. Furthermore, the dynamics of the bacterial community was related to environmental and operating variables of a WWTP with combined sewerage. The metagenome prediction of the bacterial community was carried out with PICRUSt2. This approach allowed to demonstrate the phenomenon of functional redundancy in the community. Moreover, the temporal fluctuation of genes associated with the nitrogen and sulfur cycles and their relationship with environmental and the operating variables of the WWTP were analyzed. It was found that those processes were differentially related to precipitation events and variations in the sludge age observed during the studied period. These results contribute to the understanding of the bacterial community dynamics in relation to the functioning of this type of biotechnological systems.
ABSTRACT
Trait-based microbial biogeography provides a path for the mechanistic understanding of relationships between microbialdiversity and ecosystem functioning. In this mini-review, we identify the scenarios in which to use traits to characterize themicrobial community and propose a simple trait-based conceptual framework to link microbial communities withecosystem functions.
ABSTRACT
La caracterización de los rasgos funcionales de las especies es un paso importante en la comprensión y descripción de las comunidades en hábitats naturales. La clasificación de especies en grupos funcionales es una herramienta útil para identificar la redundancia y la especialización. Se estudió la comunidad de peces de un humedal prístino de agua dulce en la Reserva de la Biosfera de Sian Ka'an, analizando dos funciones multidimensionales: adquisición de alimento y la locomoción. Analizamos los cambios en la estructura de los grupos funcional entre hábitats (permanentes y temporales) y temporadas (lluvias y secas). Seis grupos funcionales con características ecológicas distintas fueron detectados, dos de los cuales presentaron una alta redundancia funcional y tres de ellos están representados únicamente por una especie con una función ecológica particular. En las pozas permanentes durante la temporada de secas, la riqueza y diversidad de grupos funcionales fueron menores; mientras que la equitatividad de grupos funcionales fue mayor. Durante la temporada de lluvias se detectaron todos los grupos funcionales y la estructura de los grupos fue similar entre los hábitat. Estos resultados sugieren que los filtros ambientales tienen un efecto durante la temporada de secas y la complementariedad de nicho durante la temporada de lluvias.
The characterization of species' functional traits is a major step in the understanding and description of communities in natural habitats. The classification of species into functional groups is a useful tool to identify redundancy and uniqueness. We studied the fish community of a pristine freshwater wetland in the Sian Ka'an Biosphere Reserve by analysing two multidimensional functions: food acquisition and locomotion. We investigated changes in the functional group structure between habitats (permanent and temporary pools) and seasons (dry and wet). Six functional groups with different ecological characteristics were detected, two of which had high functional redundancy and three of them were represented by single species with unique ecological functions. In permanent pools during the dry season, functional group richness and diversity were lower, while evenness was higher. During the wet season, all functional groups were detected and similar functional group structure was found between habitats. These results suggest an effect of environmental filtering during the dry season and niche complementarity during the wet season.