亜酸化海洋沈殿物の窒素損失は,Thioploca-anammox細菌コンソーシアムによって引き起こされる
M G Prokopenko1, M B Hirst, L De Brabandere
1Department of Geology, Pomona College, Claremont, California 91711, USA. prokopen@usc.edu
海洋沈殿物は有機炭素を貯蔵しますが,微生物の生命は資源によって制限されています. この研究は,無酸素アンモニア酸化 (anammox) バクテリアとThioploca種の間の新しい共生を明らかにし,これらの環境における窒素循環を強化しています.
科学分野:
- 海洋微生物生態学について
- バイオジオケミストリー バイオジオケミストリー
- ゲオミクロバイオロジー
背景:
- 大陸の縁の沈殿物は,有機炭素の埋葬と長期貯蔵のための重要な場所です.
- これらの無酸素環境における微生物の代謝は,電子受容体の拡散によって制限されます.
- シンビオティックメタボライト交換は,資源の限られた生息地でのエネルギー収量を最適化するための微生物の戦略です.
研究 の 目的:
- 海洋堆積物の生地化学サイクルにおける微生物の共生相互作用を調査する.
- アノキシカルな海洋堆積物における新しい微生物のコンソーシアムを特定し,特徴づけること.
- 窒素循環と固定窒素損失における共生の役割を理解する.
主な方法:
- 微生物コミュニティのインシット分子分析.
- 微生物の代謝を研究するインキュベーションベースの実験.
- ベンシック溶液流の地化学分析.
- ニットレートとアンモニアムの窒素同位体組成分析.
主要な成果:
- ソレダド盆地における無酸素アンモニア酸化 (アナモックス) 細菌とティオプラカ種との間の新しい共生コンソーシアムの発見.
- アナモックス細菌が代謝基板のためにチオプラカ種に依存している証拠.
- アナモックスバクテリアは,ベンシックN2の総生産に大きく (57%±21%) 貢献しています.
- ティオプラカ-アナモックス共生は,無酸素堆積物における固定窒素損失を高めます.
結論:
- 新しいチオプラカ-アナモックス細菌共生は,海洋沈殿物の炭素,窒素,硫黄のサイクルを効率的に結合します.
- この共生は,拡散の制限を克服し,ベンシック固定窒素の損失を強める.
- 微生物の共生相互作用は,堆積物の有機炭素と窒素の循環において重要な役割を果たします.
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