Adaptation of algae to extreme environments

Jana KVÍDEROVÁ

Advanced ('rigorózní') thesis

Abstract:

The acidophilic red alga Cyanidium sp. is one of the dominant mat-forming species in the highly acidic waters of Río Tinto, Spain. The culture of Cyanidium sp., isolated from a microbial mat sample collected at Río Tinto, was exposed to 9 different pH conditions in a gradient from 0.5 to 5 for 24 h and its physiological status evaluated by variable chlorophyll a fluorescence kinetics measurements. The optimum pH ranged from 1.5 to 2.5. A steep decrease of the photochemical activity was observed at pH below 1 even after 30 min of exposure. At pH above 2.5, the decline was more moderate and its negative effect on photochemistry was less severe. The red alga Cyanidium sp. is well-adapted to prevailing pH at its original locality at Río Tinto, i.e. pH of 1 to 3. The short-term survival in pH<1.5 may be adaptation to rare exposures to such low pH in the field. The tolerance of pH above 3 could be caused by adaptation to the microenvironment of the inner parts of microbial mats in which Cyanidium sp. usually dominates and where higher pH could occur due to photosynthetic oxygen production.

Abstract:

Acidofilní ruducha Cyanidium sp. je jednou z dominantních druhů mikrobiálních nárostů ve velmi kyselé řece Río Tinto, Španělsko. Kultura ruduchy Cyanidium, sp., izolovaná ze vrozku mikrobiálního nárostu, byla vystavena 9 různým hodnotám pH v gradientu od 0.5 do 5 po dobu 24 hodin. Fyziologický stav kultury byl zjišťován pomocí měření kinetiky variabilní fluorescence chlorofylu. Optimální pH se pohybovalo v rozmezí pH 1.5 až 2.5. V pH<1 byl pozorován prudký pokles fotochemické aktivity již po 30 minutách expozice. V pH>2.5 byl pokles fotochemické aktivity mírnější a vliv pH byl méně závažný. Ruducha Cyanidium sp. je tedy velmi dobře adaptována na převládající podmínky v původní loklalitě Río Tinto, tj. pH 1 - 3. Krátkodobé přežívání v pH<1.5 může být adaptací na krátkodobé vystavení extrémně nízkému pH. Tolerance pH>3 může být způsobena adaptací na mikroprostředí vnitřních vrstev mikrobiálního nárostu, ve kterých je Cyanidium obvykle dominantní a kde pH může být zvýšené kvůli produkci kyslíku fotosyntézou.

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2015

Accessible from:: 30. 4. 2015

Thesis defence

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Science

Advanced ('rigorózní řízení') programme / field:
Biology / Experimentální biologie