Оценка прокариотических сообществ в глубинах Юго-Западной Атлантики.

Jul 09, 2023

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 12782 (2023) Цитировать эту статью

871 Доступов

5 Альтметрика

Подробности о метриках

Континентальные склоны могут вносить значительный вклад в продуктивность морской среды и круговорот углерода. Эти регионы могут содержать различные геологические особенности, такие как соляные диапиры и оспины, впадины которых могут служить естественными ловушками для отложений, где могут накапливаться различные соединения. Мы исследовали прокариотические сообщества в поверхностных (0–2 см) и подповерхностных (18–20 или 22–24 см) отложениях соляного диапира и поля покмарк в бассейне Сантос в юго-западной части Атлантического океана. Метабаркодирование 16 образцов показало, что в поверхностных отложениях преобладал класс архей Nitrososphaeria, а в подповерхностных образцах преобладал бактериальный класс Dehalococcoidia. Было обнаружено, что слои отложений являются важным фактором, объясняющим 27% изменчивости состава сообщества. Однако существенных различий между геоморфологическими особенностями не наблюдалось. Мы также провели метагеномный анализ трех поверхностных образцов и проанализировали полученный геном высочайшего качества, собранный в метагеноме, который принадлежал к семейству CSP1–5, типу Mmethylomirabilota. Этот неметанотрофный метилотроф содержит гены, кодирующие окисление метанола и пути цикла Кальвина, а также разнообразные функции, которые могут способствовать его адаптации к глубоководной среде обитания и к изменяющимся условиям окружающей среды. Объединив подходы метабаркодирования и метагеномики, мы сообщили, что CSP1–5 преобладает в образцах отложений со склона бассейна Сантос, что указывает на потенциальную важность метаболизма метанола в этом регионе. Наконец, используя филогенетический подход, объединяющий последовательности 16S рРНК, отнесенные к Mmethylomirabilota в этом исследовании, с последовательностями из общедоступной базы данных, мы доказали, что общедоступные последовательности CSP1-5 могут быть ошибочно классифицированы как Mmethylomirabilaceae (метанотрофная клада) и, следовательно, роль этих организмов а круговоротом метанола можно пренебречь и в других средах.

Континентальные окраины представляют собой сложную и уникальную среду, которая соединяет наземные и морские процессы и играет значительную роль в биогеохимических циклах углерода и азота1. Хотя континентальные шельфы и склоны занимают лишь 20% площади океана, на эти регионы может приходиться до 50% продуктивности морской среды2,3. Минерализация органического вещества в этих районах происходит гораздо быстрее по сравнению с тем, что происходит в отложениях открытого моря, что позволяет регенерированным питательным веществам быстро вернуться к своим естественным циклам4,5. Континентальные склоны часто включают в себя широкий спектр физических и геологических особенностей, которые могут повлиять на распределение питательных веществ и, следовательно, на биоразнообразие6. Эта изменчивость особенно важна для донных микробных сообществ, которые, как известно, реагируют на изменения в наличии питательных веществ и типе углеродного субстрата7. Поскольку микробные процессы имеют важное значение для биогеохимии океана и минерализации органического вещества5, крайне важно понять их роль в местных и региональных углеродных циклах.

Бассейн Сантос (SB) — окраинный бассейн, расположенный на юго-западной окраине Атлантического океана. В этом регионе континентальный склон от верхнего до среднего склона имеет высокий уклон и отмечен многочисленными особенностями морского дна километрового масштаба, включая оспины и эксгумированные соляные диапиры8,9. Покмарки — это кратерообразные впадины, образовавшиеся в результате внезапного выброса жидкости (преимущественно метана) в виде газа или жидкости на поверхность10,11. В бассейне Сантос изгнанию жидкости способствует перемещение больших объемов соли, ослабляющее верхние осадочные слои9. Под действием гравитационных сил эти соляные массы демонстрируют вертикальное движение (диапир), которое может проявляться или не проявляться на поверхности морских осадочных пород8,12. Сообщается, что поле покмарк на континентальном склоне ЮБ содержит более девятисот впадин, связанных с этой геологической особенностью, и соляных диапиров. Хотя считается, что из большинства покмарков в этой области газ активно не просачивается, акустические данные и металлические косвенные индикаторы позволяют предположить наличие недавней или относительно недавней деятельности по просачиванию в некоторых из покмарков9,13,14,15,16. Кроме того, уникальные характеристики морского дна в этом районе могут обеспечить множество сред обитания разнообразных, но пока плохо изученных микробных сообществ17.