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海洋微生物學:成功的極端主義者

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-12-10瀏覽次數:650

在營養貧乏的深海沉積物中,屬于古細菌的微生物數百萬年來一直在競爭細菌微生物。它們有效去除死細胞的能力使它們成為食物鏈中的潛在生產者。

古細菌構成一組單細胞微生物,主要被稱為極其多樣化居民的極其多樣化的居民。通過光學顯微鏡觀察,它們看起來非常像細菌,但兩組在許多方面有顯著差異。特別是,他們的代謝能力存在重要差異,這在很大程度上決定了他們可以使用的利基。由慕尼黑Ludwig-Maximilians-Universitaet(LMU)地球與環境科學系William Orsi教授領導的研究人員與深度生活社區的美國同事合作[這是深碳觀測站(DCO)的一部分],現在已經發現,細菌物種不僅在遠離地下的沉積物中存活了數百萬年。開放的海洋,但他們必須處理海底生物圈的困難生活條件遠遠好于細菌。新發現表明,這些適應性古菌可能在這個龐大的生態系統中的地球化學碳和氮循環中發揮重要作用。該研究發表在在線期刊上。新發現表明,這些適應性古菌可能在這個龐大的生態系統中的地球化學碳和氮循環中發揮重要作用。該研究發表在在線期刊上。新發現表明,這些適應性古菌可能在這個龐大的生態系統中的地球化學碳和氮循環中發揮重要作用。該研究發表在科學進步的在線期刊上。

沉積在大陸邊緣附近的海洋中的沉積物通常表現出低水平的氧氣,因為大量的有機碳連續輸出到海底。有機碳被微生物快速代謝,這是一種消耗所有可用氧氣的過程。然而,在開闊的海洋中,海床上的有機營養物質的主要來源是不可避免地沉入海底的死亡生物。這反過來意味著可用于新陳代謝的有機碳要少得多,從而保留了海底沉積物中的氧氣。 “研究表明,從海底到地殼的這些沉積物中有10%到40%是含氧的,”Orsi說。 “這是一個巨大的區域,其生物圈尚未開發。”

為了更多地了解這個難以到達的棲息地,這項新研究的作者使用了一個30米長的鉆芯來獲取海底約5500米深的海底沉積物樣本。北大西洋的馬尾藻海。通過分析從這些沉積礦床中提取的DNA片段 - 這些沉積物長達1500萬年 - 他們能夠識別地層中存在的主要微生物物種。 “我們做出了驚人的發現,古菌成員,特別是氨化的Thaumarchaea,在這些樣品中比細菌更豐富,”Orsi說。

進一步分析表明,這一特定的古菌群具有高效的代謝系統,使其能夠在亞潛艇沉積物中存活。在這種低能量環境中,他們利用死細胞的蛋白質片段構建他們所需的代謝和結構成分。此外,他們使用由蛋白質降解產生的氨作為另一個化學反應循環的基礎來提供能量。 “我們相信這種獨特的能力,加上碳系統的有效吸收和固定,可以表明Thaumarchaea在這些沉積物中占主導地位,”領導人Steven D'Hondt(羅德島大學)說。深海探險。

總的來說,新的研究結果表明,在富含氧氣的深海沉積物中,竹藻將無機碳轉化為生物量,從而成為食物鏈的基本層次。這場運動持續了很長時間,至少有1500萬年。”奧西說:“在這個生態系統中,它們的表現超過了細菌數百萬年。”它也可能存在于海底以下的其他生態系統中。

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