南西大西洋深部の原核生物群集の評価

Jul 09, 2023

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12782 (2023) この記事を引用

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大陸の斜面は海洋の生産性と炭素循環に大きく貢献する可能性があります。 これらの地域には、塩おむつやあばたなどの独特の地質学的特徴が存在する可能性があり、その窪みがさまざまな化合物が蓄積する自然の堆積物トラップとして機能している可能性があります。 私たちは、大西洋南西部のサントス盆地にある塩おむつおよびあばた畑の表層（0 ～ 2 cm）および地下（18 ～ 20 または 22 ～ 24 cm）の堆積物中の原核生物群集を調査しました。 16 のサンプルのメタバーコーディングにより、表面の堆積物は古細菌綱のニトロソスファエリアが優勢である一方、細菌綱のデハロコッコイド属が地下サンプルでは最も蔓延していることが明らかになりました。 堆積物層は、群集構成の変動性の 27% を説明する重要な要因であることが判明しました。 しかし、地形学的特徴間には有意な差は観察されなかった。 また、3 つの表面サンプルのメタゲノム分析を実行し、メチロミラビロータ門 CSP1-5 ファミリーに属する、取得された最高品質のメタゲノムで組み立てられたゲノムを分析しました。 この非メタノトローフ性メチロトローフには、深海の生息地や振動する環境条件への適応に寄与する可能性のある多様な機能とともに、メタノール酸化およびカルビン回路経路をコードする遺伝子が含まれています。 メタバーコーディングとメタゲノムアプローチを統合することにより、CSP1〜5がサントス盆地斜面の堆積物サンプルに蔓延していることを報告し、この領域におけるメタノール代謝の潜在的な重要性を示しました。 最後に、この研究でメチロミラビロタに割り当てられた 16S rRNA 配列と公的データベースの 16S rRNA 配列を統合する系統発生学的アプローチを使用して、CSP1 ～ 5 の公開配列はメチロミラビロタ科 (メタノトローフクレード) として誤分類される可能性があり、したがってこれらの生物の役割が誤って分類される可能性があると主張しました。また、メタノールの循環は他の環境では無視される可能性もあります。

大陸縁辺は、陸地と海洋のプロセスを相互接続する複雑で独特な環境であり、炭素と窒素の生物地球化学的循環において重要な役割を果たしています1。 大陸棚と斜面は海洋面積の 20% にすぎませんが、これらの地域は海洋生産性の最大 50% を占める可能性があります 2,3。 これらの地域での有機物の石化は、外海の堆積物で起こるものと比較してはるかに速い速度で起こり、再生された栄養素がすぐに自然のサイクルに戻ることができます4,5。 大陸の斜面には、栄養分の分布、ひいては生物多様性に影響を与える可能性のある広範囲の物理的および地質的特徴が含まれることがよくあります6。 この変動性は、栄養素の利用可能性と炭素基質の種類の変化に反応することが知られている底生微生物群集にとって特に重要です7。 微生物のプロセスは海洋生物地球化学と有機物の鉱化作用に不可欠であるため5、局地的および地域的な炭素循環における微生物の役割を理解することが重要です。

サントス盆地 (SB) は、大西洋南西部の縁に位置する辺縁盆地です。 この地域では、大陸の上部から中部の斜面は高度な傾斜を示しており、あばたや掘り出された塩のダイヤピルなど、数キロメートル規模の海底の特徴が特徴です8,9。 あばたは、気体または液体の形で流体（主にメタン）が表面に突然放出されることによって形成されるクレーター状のくぼみです10、11。 サントス盆地では、大量の塩が移動することによって流体の排出が促進され、上部の堆積層が弱まります9。 重力により、これらの塩の塊は垂直方向の動き (ダイアピル) を示し、海洋堆積物表面に露出する場合と露出しない場合があります 8,12。 SB 大陸斜面のあばた地帯には、この地質学的特徴と塩性ダイヤピルに関連する 900 以上の窪地が含まれていると報告されています。 この地域のあばたの大部分は積極的にガスを浸透させていないと考えられていますが、音響データと金属の代理は、あばたの一部に最近から最近までの浸透活動が存在することを示唆しています9、13、14、15、16。 さらに、この海域の海底の独特の特徴は、多様ではあるがまだ十分に調査されていない微生物群集に無数の生息地を提供している可能性があります17。