Introducción

La valoración de los servicios ambientales de los sistemas de manglar ha conllevado a su protección y a la suma de esfuerzos de diversas instancias para el mantenimiento y restauración de su integridad funcional. El estado de Baja California Sur exhibe los manglares más excéntricos del país, comúnmente se les ha denominado manglares desérticos, desarrollándose en masas fragmentadas de arbustos. Debido al bajo aporte de agua dulce por lluvia o escorrentía fluvial, están sujetos a altas concentraciones de sal en sus raíces y a una disposición limitada de nutrientes. A pesar de su apariencia, estos manglares exhiben altas tasas de fijación de carbono en el sedimento, comparables o mayores a algunos manglares exuberantes de zonas tropicales.

Actualmente se reconoce que los microorganismos son componentes fundamentales en la productividad de los ecosistemas y a su vez potenciales restauradores de su equilibrio. Sin embargo, en nuestro país aún no hay iniciativas para el manejo integral de manglares que consideren a los microbiomas como elemento clave de los servicios ambientales en estos ecosistemas. Este proyecto pretende integrar de manera innovadora el conocimiento multidisciplinario de componentes abióticos y bióticos de Manglares representativos de Baja California Sur, los cuales expresan diferente estado de conservación o perturbación. A través del diagnóstico de distintos componentes se pretende identificar humedales prioritarios para implementar medidas de mantenimiento o de restauración. El grupo de Microbiología Ambiental del Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, que encabeza esta propuesta, es el pionero en el mundo en estudios y restauración de manglares basados en el conocimiento de su microbiología. Durante los últimos 25 años, este grupo ha establecido dos parámetros fundamentales que en conjunto mantienen el equilibrio estable de manglares áridos: (1) condiciones hidráulicas funcionales que permitan el paso libre de mareas dentro del ecosistema, y 2) la vegetación mantiene su productividad debido a la asociación con microorganismos clave en los ciclos biogeoquímicos en la zona de influencia de las raíces. Partiendo del conocimiento generado por este grupo, este proyecto propone complementar el conocimiento existente con aproximaciones de frontera para dilucidar la estrecha relación entre las comunidades vegetales en manglar, su microbioma asociado a las raíces, ciclos de nutrientes en el sedimento, variables ambientales y los procesos hidrológicos que los caracterizan. Mediante análisis de las correlaciones entre estos componentes se pretende proveer de indicadores de la integridad de los manglares que permitan utilizarlos como elementos de manejo para mantener o mejorar su resiliencia.

La propuesta aborda el problema desde las siguientes temáticas: Estructura de la vegetación, productividad de manglares, regeneración potencial, fotogrametría, modelación hidrodinámica e hidrología, metabolómica de mangles, contaminantes emergentes, metagenómica bacteriana, ecología microbiana y se explorará el potencial de producción de compuestos antimicrobianos. Como elemento de desarrollo biotecnológico se obtendrá un consorcio microbiano que mejore el desempeño de plantas en su establecimiento en humedales y se llevará a cabo la prueba de concepto.

Objetivo general

Dilucidar la relación entre la estructura y función de manglares árido-tropicales con su microbioma y procesos hidrológicos que caracterizan sistemas con diferente estado de perturbación, con el propósito de generar indicadores integrales de su estado de conservación, determinar sitios prioritarios para restauración de manglares y proponer medidas para el mejoramiento de su resiliencia mediante ingeniería de interacciones planta-microbiomas.

Objetivos específicos

• Realizar un diagnóstico de manglares árido-tropicales a través de la caracterización de la estructura de la vegetación y analizarla en conjunto con aspectos funcionales de productividad del manglar y características ambientales.
• Analizar el balance del transporte sedimentario, gasto en el flujo-reflujo y granulometría del sedimento en la boca de los estuarios.
• Aislar microorganismos con metabolismo que favorezca el crecimiento de plantas de manglar y conformar un consorcio microbiano para facilitar el establecimiento de humedales.
• Obtener la primera colección en México de microorganismos benéficos de manglares árido-tropicales.
• Analizar las comunidades bacterianas asociadas a las raíces de manglar a través de metagenómica y perfiles ecofisiológicos.
• Explorar la presencia de biomarcadores metabólicos a través de técnicas analíticas de separación y cuantificación.
• Dilucidar la relación entre el metaboloma y microbioma de especies de mangles árido-tropicales con diferente grado de conservación/perturbación.
• Determinar la relación entre la producción de metano y capacidad de fijación de nitrógeno in situ con el grado de perturbación de manglares árido-tropicales.
• Explorar biomarcadores microbianos de resistencia a antibióticos en muestras de agua y sedimento de manglares árido-tropicales.
• Generar un documento multidisciplinario de indicadores del estado de conservación de manglares y proponer sitios prioritarios para restauración mediante ingeniería de interacciones planta-microbiomas.
• Implementar mecanismos de difusión y transferencia de resultados entre pares, instancias beneficiarias y al público en general.

Avances

Durante la primera fase del proyecto las actividades se enfocaron en establecer la línea base de campo y de laboratorio para abordar los primeros objetivos del proyecto relativos al diagnóstico de los manglares considerando como indicadores a la vegetación, sedimento y microbiota asociada. Los objetivos se abordaron en dos componentes, 1) Vegetación a nivel aéreo y 2) Sedimento, incluyendo componentes de la microbiota y factores abióticos. Las visitas de reconocimiento en las localidades de estudio y el análisis de fotogrametría permitieron tener un panorama amplio y detallado de las condiciones de la cubierta vegetal, constituyendo una herramienta cotidiana durante el trabajo de campo. En cuanto al sedimento se obtuvo información suficiente para caracterizarlos en cuanto a sus propiedades físicas y se realizaron colectas puntuales para abordar preguntas de investigación específicas partiendo del diagnóstico inicial de los sistemas de estudio. Al momento se tiene en proceso la primera investigación multidisciplinaria del proyecto enfocada al estudio de comunidades bacterianas asociadas a posibles gradientes de perturbación inducida (por actividad industrial).

Otro de los objetivos abordados y con avance considerable fue la conformación de la colección de microorganismos de manglar (MIMAN), en la cual CIBNOR ha aportado 278 morfotipos bacterianos con potencial para inducir crecimiento vegetal y candidatas a utilizarse como inoculantes para mejorar el establecimiento de manglares.

Fig. 1. Vista panorámica de los manglares