深海微生物：新研究着眼于海底烃渗漏内部和外部的生活

在海洋下方的海洋沉积物中大量发现了微生物细胞，这些微生物细胞构成了地球上微生物总生物量的很大一部分。通常认为，在海洋深处发现的微生物（例如在碳氢化合物渗漏中）具有较低的种群周转率和较低的可利用能量，在微生物被发现越深的地方，其可利用的能量就越少。

与特拉华大学和埃克森美孚研究与工程公司合作发表的一项新研究表明，也许在碳氢化合物渗漏现场及其周围海底沉积物中发现更深的微生物群落比以前认为的具有更多的可用能源和更高的人口周转率。

UD教授詹妮弗·比德尔（Jennifer Biddle）和她的实验室小组使用了埃克森美孚研究人员收集的沉积物样本，其中包括博士后研究员赵瑞（Rui Zhao），他是论文的第一作者；吉斯汀·吉村（Kristin Yoshimura）从UD获得博士学位。和生物信息学家Glenn Christman –与埃克森美孚微生物学家Zara Summers合作进行了一项研究。这项最近发表在《科学报告》上的研究探讨了微生物动力学如何受到墨西哥湾碳氢化合物渗透位点的影响。

特拉华大学教授詹妮弗·比德尔（Jennifer Biddle）和她的实验室小组使用埃克森美孚公司收集的沉积物样本研究了墨西哥湾的油气渗漏点如何影响微生物动力学。

Biddle和她的实验室成员从埃克森美孚公司接收了在研究航行中收集的冷冻沉淀物，然后提取了DNA并在特拉华生物技术研究所（DBI）进行了测序。

Biddle的实验室小组研究的样本是从通常被忽略的更深的碳氢化合物渗漏中收集的。

UD的地球，海洋与环境学院海洋科学与政策学院副教授比德尔（Biddle）说：“大多数人只能看到顶部几厘米的沉积物，而实际上却是向下看10至15厘米。” 。“然后我们将渗流区域与非渗流区域进行了比较，环境看起来确实有所不同。”

在海洋深处发现的微生物被认为具有较低的种群周转率和较少的可用能量。但是，发现碳氢化合物渗漏地点及其周围海底沉积物中更深的微生物群落比以前认为的具有更多的可用能量和更高的人口周转率。

在渗流内部，微生物可能导致快速，低效率的生活，而在渗漏外部，微生物可能导致较慢但效率更高的生活。这可以归因于他们的环境中可以使用哪些能源。

萨默斯说：“了解深水渗透微生物生态学是理解以烃为中心的群落的重要组成部分。”

比德尔说，微生物总是受到环境中某些物质的限制，例如在隔离期间，我们如何受到可用卫生纸数量的限制。比德尔说：“在渗漏之外，微生物可能受到碳的限制，而在渗漏内部，微生物受到氮的限制。”

尽管在渗漏中发现的微生物似乎在争夺更多的氮以保持并与其他微生物一起生长，但在渗漏之外，研究人员发现了碳和氮的平衡，而氮实际上是被微生物利用的一种氮。能量源。

通过遥控水下航行器（ROV）在渗水现场和非渗水现场收集沉积物的岩心样品，以进行比较。在渗漏内部，微生物可能导致快速，低效率的生活，而在渗漏外部，微生物可能导致较慢但效率更高的生活。

“通常，我们不认为氮气被用于能源。它曾经用来制造分子，但是令我惊讶的是，人们正在将氮视为一种重要的能源。”比德尔说。

在渗漏内部发现的微生物与渗漏外部发现的微生物之间的差异可能反映了微生物在水柱中的行为如何。

先前对水柱微生物的研究表明，存在多种类型的微生物：效率较低，过分竞争的生活方式，即他们没有尽其所能地使用每个分子，而真正精简的则是不会浪费任何东西，而且效率很高。

在对岩心样品进行研究之后，该研究表明，更深层的渗流沉积物很可能受到底部物质的严重影响。这意味着渗透可能比以前认为的支持更多的生物量。

“这让我怀疑，生活在这些渗漏中的微生物是否可能造成浪费，并且是否正在快速生长，但效率较低，而渗漏之外的生物是一种截然不同的生物，它们在效率和方式上都更加高效。比德尔说。“我们想看一下这些动态因素，以确定渗流内部是否存在快速，低效率的生命，然后渗流之外具有较慢的，效率更高的生命，是否仍然成立。”

另外，比德尔说，这项研究表明，渗流中较深的沉积物很可能受到底部物质的强烈影响，这意味着渗流可能比以前想象的支撑着更多的生物量。

Biddle说：“我们经常想到一种像管状蠕虫这样的能够支撑生命的蠕虫，以及沉积物所表达的东西，但是事实上，这种现象可能会扩散到它们下方几米的地方，这实际上改变了该蠕虫所支撑的总生物量。”“就这些涌入的流体的影响而言，对于渗流点的最大影响之一是，我们不知道它在多大程度上改变了地下生命的影响。”

萨默斯补充说，“当考虑到油藏与烃类渗漏的连通性以及对它们的影响时，这些都是有趣的见解。”

参考：赵睿，Zarath M.Summers，Glenn D.Christman，Kristin M.Yoshimura和Jennifer F.Biddle于2020年4月1日发表的论文《受墨西哥湾沉积物中碳氢化合物渗透影响的微生物动力学的宏观力学观点》。 ：
10.1038 / s41598-020-62840-z