Ignimbrite textural properties as determinants of endolithic colonization patterns from hyper-arid Atacama Desert

Abstract

Este estudio explora la colonización microbiana fotosintética de riolitas ignimbritas en Lomas de Tilocalar, una hiperárida región del Desierto de Atacama, Chile. La colonización apareció en forma de una capa verde de unos pocos milímetros por debajo de la superficie de las ignimbritas. Algunas rocas ignimbritas revelaron dos distintas áreas micromorfológica de idéntica composición mineralógica y química pero diferentes propiedades texturales. Según la textura, los patrones de colonización varían en términos de extensión y profundidad de colonización. La diversidad de los microorganismos fotosintéticos fue evaluada por electroforesis en gel de gradiente desnaturalizante (DGGE) del gen 23S ARNR y generar conjuntos de clones del gen 16S rRNA. Se observó una baja diversidad de microorganismos fotosintéticos al colonizar microhábitats de ignimbritas. La mayoría de las secuencias de genes de rRNA se recuperan en gran medida y se asemejan a las de los clones Chroococcidiopsis hypolith en los desiertos áridos. Estos resultados apuntan a condiciones muy restrictivas del hiperárido desierto de Atacama acondicionado por la diversidad de cianobacterias; y sugieren que la colonización microbiana y sus patrones de composición pueden ser determinados por la microescala de propiedades físico-químicas de las rocas ignimbritas.

This study explores the photosynthetic microbial colonization of rhyolitic ignimbrites in Lomas de Tilocalar, a hyper-arid region of the Atacama Desert, Chile. Colonization appeared in the form of a green layer a few millimeters beneath the ignimbrite surface. Some ignimbrite rocks revealed two distinct micromorphological areas of identical mineralogical and chemical composition but different textural properties. According to texture, colonization patterns varied in terms of the extension and depth of colonization. The diversity of photosynthetic microorganisms was assessed by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of the 23S rRNA gene and by generating clone libraries of the 16S rRNA gene. We observed a low diversity of photosynthetic microorganisms colonizing the ignimbrite microhabitat. Most rRNA gene sequences recovered greatly resembled those of Chroococcidiopsis hypolith clones from arid deserts. These results point to highly restrictive conditions of the hyper-arid Atacama Desert conditioning the diversity of cyanobacteria, and suggest that microbial colonization and composition patterns might be determined by the microscale physico-chemical properties of the ignimbrite rocks.