Language
Контрастные условия морского льда формируют микробные пищевые сети в Гудзоновом заливе (Канадская Арктика)

Блог

ДомДом / Блог / Контрастные условия морского льда формируют микробные пищевые сети в Гудзоновом заливе (Канадская Арктика)
search

Aug 10, 2023

10 лучших плюс

Dec 16, 2023

10 лучших плюс

Jul 31, 2023

10 отличных круизеров для начинающих

Aug 29, 2023

10 человек погибли в танцевальной студии Лос-Анджелеса в канун Лунного Нового года

Dec 10, 2023

11 лучших велосипедных шлемов для разных велосипедистов 2023 года

Отправьте запрос
ПРЕДСТАВЛЯТЬ НА РАССМОТРЕНИЕ

Apr 16, 2023

Контрастные условия морского льда формируют микробные пищевые сети в Гудзоновом заливе (Канадская Арктика)

ISME Communications, том 2,

ISME Communications, том 2, номер статьи: 104 (2022 г.) Цитировать эту статью

1325 Доступов

1 Цитаты

8 Альтметрика

Подробности о метриках

Переход от покрытой льдом к открытой воде является повторяющейся особенностью Арктики и Субарктики, но микробное разнообразие и каскадное воздействие на микробные пищевые сети изучены плохо. Здесь мы исследовали микробные сообщества эукариот, бактерий и архей в Гудзоновом заливе (субарктика, Канада) в условиях морского ледяного покрова и открытых вод. Сети совместного встречаемости выявили пищевую сеть на основе пико-фитопланктона размером <3 мкм подо льдом и пищевую сеть на основе нано-микрофитопланктона >3 мкм в открытых водах. Сообщества у кромки льда характерны для условий после цветения с высокой долей пикофитопланктона Micromonas и Bathycoccus. Нано- и микрофитопланктон и диатомовые водоросли, связанные со льдом, были обнаружены по всей толще воды, причем симпатическая Melosira arctica встречается исключительно в покрытой льдом центральной части Гудзонова залива, а Thalassiosira - в открытой северо-западной части Гудзонова залива. Гетеротрофные микробные эукариоты и прокариоты также различались по состоянию льда, что указывает на связь между микробами на глубине и состоянием цветения поверхностного фитопланктона. Результаты показывают, что более длительный сезон открытой воды может способствовать созданию крупной пищевой сети на основе фитопланктона в максимумах подземного хлорофилла (SCM), увеличивая экспорт углерода из пелагических диатомей в более глубокие воды и влиять на более высокие трофические уровни в глубокой части Гудзонова залива.

За последние 30 лет в Арктике произошли резкие изменения летнего ледяного покрова и его протяженности [1, 2]. Эти изменения особенно заметны в Гудзоновом заливе (HB), внутреннем море от арктического до субарктического, которое переходит от однолетнего ледяного покрова зимой к условиям открытого океана летом, что является вероятной ситуацией для всего Северного Ледовитого океана в ближайшем будущем. [3, 4]. Долгосрочные тенденции образования морского льда и весеннего таяния на ГП показывают, что период безледного сезона увеличился более чем на 3 недели в период с 1981 по 2010 год [5]. Будущие сценарии для HB предсказывают, что повышение температуры поверхности моря и поступления пресной воды за счет осадков и речного стока приведет к дальнейшему удлинению сезона открытой воды [6, 7], что будет иметь последствия для разнообразия и функциональной роли микробных планктонных сообществ [8, 7]. 9].

Сроки весеннего цветения фитопланктона, на которые приходится годовой пик первичной продукции в Арктике, тесно связаны с ледовыми условиями [10], а текущие наблюдения показывают, что в арктических регионах цветение происходит раньше [11, 12]. В последние годы этот пик находился в краевой ледовой зоне в мае-июне во время вскрытия льда в ГБ [13]. Затем в открытой воде формируются подповерхностные хлорофилловые максимумы (ПХМ) [14], которые имеют тенденцию сохраняться летом и осенью [15, 16]. Под влиянием преобладающих ветров изменчивость ледовых условий весной создает большие пространственно-временные закономерности в первичной продукции между центральным и северо-западным ГБ [14].

Цветение фитопланктона характеризуется сменой видов, определяемой их близостью к свету и питательным веществам [17, 18]. Сезонные закономерности у инфузорий и динофлагеллят (одноклеточного микрозоопланктона) также очевидны, поскольку они внимательно следуют за своей добычей из фитопланктона [19]. Более того, органические вещества, высвобождаемые во время цветения фитопланктона и во время последующего прекращения цветения, создают ряд экологических ниш для специализированных сообществ гетеротрофных бактерий и микробных бактериофагов [20,21,22]. Растворенное органическое вещество (РОВ), выделяемое фитопланктоном, является источником высококачественного субстрата [23,24,25], поддерживающего активность и разнообразие бактерий [26,27,28]. Хотя весеннее цветение фитопланктона, связанное с таянием морского льда в HB, было задокументировано, потенциальные каскадные эффекты отступления льда на микробные пищевые сети до сих пор не изучены. Это имеет решающее значение для понимания и прогнозирования будущей экологии ГБ и Северного Ледовитого океана, поскольку модификация микробной пищевой сети может изменить рециркуляцию питательных веществ и экспорт органического материала на глубину [29].

2 µm) based on orange phycoerythrin fluorescence (FL2). The pico‒ and nano‒phytoplankton populations with Chl a fluorescence were segregated based on FL3, FL2 and FSC (Supplementary Fig. S1a)./p>20 µm) phytoplankton cell concentrations ranged from 8 cells ml-1 at the bottom of st16 to 4.34 103 cells ml-1 at the SCM of st44 (Supplementary Fig. S3, Table S1). At the surface, nano– and micro‒ phytoplankton cell concentrations showed no significant correlation with diatom ASVs relative abundance in the mix of diatoms and nano‒flagellates in this size category. The correlation was higher with only nano‒flagellate ASV relative abundance, but still not significant. Conversely, there was a significant linear correlation between the smallest taxa belonging to Haptophyta and Chlorophyta ASV relative abundance and pico‒phytoplankton cell concentrations from surface and SCM, with increased pico‒phytoplankton under the ice and a maximum of 1.54 105 cells ml-1 at the SCM of st18. Bacteria (prokaryote) cells showed higher concentrations in the euphotic zone than in the deeper waters, ranging from 1.44 106 cells ml-1 at the surface of st28 to 5.12 105 cells ml-1 at the SCM of st23 (Supplementary Fig. S1)./p>0.9, Spearman >0.87, mutual information >0.61 and Bray–Curtis distance <0.2. The average number of neighbors and the network density, which are two proxies for network connectivity were higher for the 70m-bottom network. Conversely, the network heterogeneity, which reflects the presence of hub nodes in the network was higher for the surface-SCM networks. The distribution of the relative abundance of nodes in the four major subnetworks reflected the regional hierarchical clustering (Supplementary Fig. S9). Nodes affiliated to Colwellia sp., Bacillariophyta and choanoflagellates were the most connected nodes in the northwestern HB subnetwork. In the central HB subnetwork, Syndiniales and Mamiellophyceae (Micromonas spp. and Bathycoccus spp.) represented most of the connected nodes. In the deep northwestern HB, Polaribacter sp., Colwellia sp. and Bacillariophyta had the highest node degree and Syndiniales, Thermoplasmata group II and III and Nitrosopumilales were the most connected nodes in deep central HB. The vertical repartition of the diatom nodes Thalassiosira (ASV 5450) and Melosira arctica (ASV 2805) assessed with rDNA but also found in rRNA showed that these taxa were present at all sampled depths (Fig. 6)./p>45% of total primary production and >85% of carbon export to the deep central Arctic (>4000 m), arriving nearly intact on the sediment surface [88]. The detection of these sympagic cells at depth in HB is consistent with a release of these algae prior sea ice breakup, and on sinking to the bottom, would provide carbon substrate directly to benthic fauna and bacteria./p>