Las arqueas de aguas profundas fijan y comparten nitrógeno en consorcios microbianos que consumen metano

Área de la Ciencia:

• Microbiología marina microbiología marina.
• Biogeoquímica La biogeoquímica es la bioquímica.
• Ecología microbiana ecología microbiana.

Sus antecedentes:

• Los microorganismos diazotróficos son cruciales para la productividad del ecosistema.
• La identidad de los diazotróficos en muchos ambientes oceánicos sigue siendo en gran medida desconocida.
• Las arqueas anaerobias oxidantes de metano y sus simbiontes bacterianos son importantes sumideros de metano en los ecosistemas de aguas profundas.

Objetivo del estudio:

• Para identificar diazotróficos en ambientes de aguas profundas.
• Investigar el papel de las arqueas anaerobias oxidantes de metano en la fijación del nitrógeno.
• Comprender la relación simbiótica entre las arqueas y las bacterias en el ciclo de los nutrientes.

Principales métodos:

• Imágenes de espectrometría de masas de iones secundarios de nanómetro de resolución de una sola célula (NanoSIMS).
• Análisis de incorporación de 15N para rastrear la fijación de nitrógeno.
• Sondeo de isótopos estables para elucidar las vías metabólicas.

Principales resultados:

• Las arqueas anaerobias de aguas profundas que oxidan el metano fueron identificadas como organismos fijadores de nitrógeno.
• Estas arqueas fijan tanto N2 como compuestos estructuralmente similares como CN-.
• Los productos de fijación de nitrógeno se comparten con simbiontes bacterianos reductores de sulfatos.
• Las tasas de oxidación del metano arqueal se mantuvieron durante la fijación del nitrógeno, pero las tasas de crecimiento disminuyeron.
• Estos consorcios arqueal/bacteriano son una fuente recientemente identificada de nitrógeno biodisponible.

Conclusiones:

• Las arqueas de aguas profundas contribuyen significativamente al ciclo del nitrógeno oceánico.
• Los consorcios arqueo-bacterianos identificados vinculan los ciclos globales de carbono, nitrógeno y azufre.
• Este estudio amplía la comprensión de los límites energéticos para la fijación de nitrógeno en las comunidades microbianas.
• Los hallazgos destacan el papel crucial de las relaciones simbióticas en los procesos biogeoquímicos.