Zbadano rolę głębokowodnych drapieżników mikrobiologicznych w kominach hydrotermalnych

Płyny z kominów hydrotermalnych z ośrodka rozprzestrzeniania się grzbietu Gorda w północno-wschodniej części Oceanu Spokojnego stanowią biologiczne centrum aktywności głębinowej. Tam, w ciemnym oceanie, wyjątkowa sieć pokarmowa rozwija się nie dzięki fotosyntezie, ale energii chemicznej z płynów wentylacyjnych. Wśród organizmów dnia polowego w otworach wentylacyjnych Gorda Ridge są różne drobnoustroje eukariotyczne lub protisty, które żywią się bakteriami chemosyntetycznymi i archeonami.

Nowe badanie wykazało, że wypasanie protistów, kluczowy mechanizm transportu i recyklingu węgla w drobnoustrojowych sieciach pokarmowych, wywiera większą presję drapieżników w miejscach kominów hydrotermalnych niż w otaczającym środowisku głębinowym.

„Nasze odkrycia dostarczają wstępnych szacunków presji wypasu Protestanu w sieciach pokarmowych kominów hydrotermalnych, podkreślając ważną rolę, jaką różnorodne głębinowe społeczności protestanckie odgrywają w głębinowym obiegu węgla” – czytamy w artykule. Ogłoszenie głębinowych kominów hydrotermalnych opublikowane w Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Protisty działają jako łącznik między pierwotnymi producentami a wyższymi poziomami troficznymi, a ich wypas jest kluczowym mechanizmem transportu i recyklingu węgla w drobnoustrojowych sieciach pokarmowych.

Badania wykazały, że protisty zużywają 28-62% dziennego zapasu bakterii i biomasy archeonów w płynach hydrotermalnych z Gorda Ridge, położonego około 200 kilometrów od wybrzeża południowego Oregonu. Ponadto naukowcy szacują, że wypasanie Protestanu może wyjaśniać zużycie lub transfer do 22% węgla, który jest utrwalany przez grupę składu chemicznego w płynach z odpowietrznika próżniowego. Chociaż los całego tego węgla jest niejasny, „pasanie się przez protistan uwolni część węgla organicznego do pierścienia mikrobiologicznego w wyniku wydalania, wydalania i brudnego karmienia”, a większa część węgla zostanie wchłonięta. Organizmy, które konsumują komórki protistanu, jak stwierdzono w artykule.

Po zebraniu próbek płynu wentylacyjnego z Klifu Morskiego i Apolla w polach kominów hydrotermalnych Gorda Ridge, naukowcy przeprowadzili eksperymenty związane z wypasem, które przedstawiły niektóre z wyzwań technicznych do pokonania. Na przykład główna autorka, Sarah Ho, badaczka podoktorancka w Departamencie Chemii Morskiej i Geochemii w Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), powiedziała: „Przygotowanie dobrego posiłku dla tych protestujących jest bardzo trudne”.

„Możliwość przeprowadzenia tych badań w głębinowych odwiertach była naprawdę ekscytująca, ponieważ sieć pokarmowa jest tam tak niesamowita, a jest ona wspierana przez to, co dzieje się w tym płynie z otworu wentylacyjnego”, powiedział Hu, który był na pokładzie E/V Nautilus podczas rejsu od maja do czerwca 2019 r. „W strefie eufotycznej, poza zasięgiem światła słonecznego, pracuje cały system mikrobiologiczny i społeczność. Byłem podekscytowany możliwością poszerzenia tego, co wiemy o społecznościach mikrobiologicznych w tych otworach wentylacyjnych”.

On i współautorka Julie Huber powiedzieli, że pomiary ilościowe są ważne dla zrozumienia, jak funkcjonują sieci pokarmowe w czystych, niezakłóconych miejscach wentylacji.

„Ocean zapewnia nam szereg usług ekosystemowych, z którymi wiele osób jest zaznajomionych, takich jak owoce morza i pochłaniacze dwutlenku węgla. Jednak kiedy myślimy o usługach ekosystemów mikrobiologicznych, zwłaszcza na głębokim morzu, nie mamy zbyt wielu danych o tym, jak działają te sieci pokarmowe”, powiedział Huber, naukowiec z Departamentu Chemii Morza i Geochemii Światowej Organizacji Zdrowia (WHO).

Uzyskanie pomiarów wyjściowych „jest coraz ważniejsze, ponieważ siedliska te są brane pod uwagę przy wydobyciu głębinowym lub sekwestracji węgla. Jak może to wpłynąć na ilość produkowanego, eksportowanego lub poddawanego recyklingowi dwutlenku węgla? „, powiedziała.

„Musimy zrozumieć te siedliska i ekosystemy, które wspierają” – powiedział Huber. „Te badania łączą kilka nowych punktów, których wcześniej nie byliśmy w stanie połączyć”.

Badania były wspierane przez NASA, National Oceanic and Atmospheric Administration, Ocean Exploration Fund, National Science Foundation i WHOI.

Odniesienie:

1. Sarah K. Ho, Erica L. Herrera, Amy R. Smith, Maria J. Pacchiadaki, Virginia P. Edgecombe, Sean B. Silva, Eric W. Chan, Jeffrey S. Seewald, Christopher R. German, Julie A. Hopper. Wypas Protistanu wpływa na społeczności drobnoustrojów i obieg węgla w głębinowych kominach hydrotermalnych. Materiały Narodowej Akademii Nauk, 2021; 118 (29): e2102674118 DOI: 10.1073/BNASS.2102674118