碳酸盐岩上的铁涂层塑造了附着的细菌含水层社区

科学领域:

• 环境微生物学环境微生物学
• 地质科学 地质科学
• 地下生态系统 地下生态系统

背景情况:

• 地下水中的浮游生物微生物已经得到了很好的研究,但坚固在岩石上的微生物群落在很大程度上是未知的.
• 断裂水层中的结合岩层表面是微生物生命的关键息地.
• 了解微生物的附着是评估地下生态系统功能的关键.

研究的目的:

• 为了研究微生物的多样性和功能,在断裂的含水层中殖民岩石表面.
• 在有氧和无氧条件下的微生物群落进行比较,有或没有氧化铁涂层.
• 估计与浮游生物结合的微生物细胞的比例及其生态作用.

主要方法:

• 在受控的氧和无氧条件下,在生物反应器中化石灰岩-泥石含水层的岩石碎片.
• 使用细胞计数和扫描电子显微镜对微生物殖民的时间序列分析.
• 超基因组分析用于识别微生物群落并预测功能特征.
• 岩石碎片的化,有或没有氧化铁涂层.

主要成果:

• 快速的细菌殖民岩石碎片在两天内,达到高细胞密度 (高达4.16×105细胞/毫米2).
• 与无氧条件相比,在氧气条件下的芯片上观察到较高的殖民密度.
• 确定了不同的附着和浮游生物微生物群落,其组成有显著差异.
• 铁涂片显示出减少铁和氧化细菌的潜力增加.

结论:

• 附着微生物占地下水微生物生物质的很大一部分,附着与浮游生物的比率高达10:6:1.
• 早期的殖民者可能是参与碳固定的自营养者,而后来的殖民者拥有生物膜降解酶.
• 像氧化铁这样的二次矿物质可以增强微生物活动和碳固定,为地下生态系统服务做出贡献.