Ecology of diatoms from glacier fed streams

Abstract

The rapid retreat of glaciers worldwide threatens the specialized ecosystems of glacier- fed streams (GFSs). While benthic diatoms form the autotrophic foundation in many of these extreme habitats, their biodiversity and community assembly mechanisms remain poorly understood, limiting our ability to predict how they will respond to a changing world. This thesis investigates how environmental filtering and spatial isolation together shape GFS diatom communities across local, regional, and global scales. At the local scale (Chapter I), I investigate diatom communities inhabiting an endangered equatorial GFS in Uganda's Rwenzori Mountains, revealing unique taxa and a novel species, Neidium rwenzoriense, highlighting tropical glaciers as highly vulnerable hotspots for microbial diversity, and potentially endemism. At the regional scale (Chapter II), I conduct a space- for-time substitution survey across the European Alps to investigate how resident diatom communities respond to glacier shrinkage. By integrating morphological taxonomy with 18S and rbcL metabarcoding, I demonstrate that glacial retreat governs benthic architecture by initially 'greening' streams and boosting alpha diversity, while at the same time promoting decreased beta diversity through biotic homogenization. At the global scale...

Rychlý ústup ledovců po celém světě ohrožuje úzce přizpůsobené ekosystémy potoků napájených ledovci. Ačkoliv bentické rozsivky tvoří autotrofní základ mnoha těchto extrémních biotopů, jejich biodiverzita a mechanismy utváření společenstev zůstávají málo prozkoumané, což omezuje naši schopnost předpovídat, jak budou reagovat na měnící se podmínky prostředí. Tato práce zkoumá, jak determinace složení společenstva podmínkami prostředí a prostorová izolace společně formují společenstva rozsivek v ledovci napájených potocích na lokální, regionální a globální úrovni. Lokálně (Chapter I) zkoumám společenstva rozsivek z ohroženého ledovci napájeného potoka v rovníkovém pohoří Rwenzori v Ugandě, přičemž odhaluji unikátní taxony a nový druh, Neidium rwenzoriense, což zdůrazňuje, že tropické ledovce jsou vysoce zranitelnými hotspoty mikrobiální diverzity a potenciálně i endemismu. Na regionální úrovni (Chapter II) provádím průzkum napříč Evropskými Alpami s využitím metody prostorové substituce času (space-for-time substitution), abych prozkoumala, jak místní společenstva rozsivek reagují na úbytek ledovců. Integrací morfologické taxonomie s 18S a rbcL metabarkódováním ukazují, že ústup ledovců ovlivňuje strukturu bentosu tak, že zpočátku způsobuje "zelenání" potoků a zvýšení alfa diverzity, přičemž současně...