Turbulens og tilgængelighed af næringsstoffer driver ændringer i Rødehavets mikrober

Sæsonmæssige ændringer i turbulens og tilgængelighed af næringsstoffer er vist at forme mikrobielle samfund i Rødehavet. "Meget af det marine økosystem er i sidste ende baseret på, hvordan mikrober lever, og hvad de laver, " forklarer forsker John Pearman, der foretog undersøgelsen. "At vide, hvordan mikrober reagerer, er vigtigt for at forstå, hvordan økosystemet kommer til at fungere."

Ved at bruge en CTD-rosetprøvetager, der kombinerede en prøveudtagningsflaske med sensorer for vandtemperatur og ledningsevne, forskere i Saudi Aramco-KAUST Center for Marine Environmental Observations målte vandforhold og indsamlede prøver til analyse af planktoniske mikrobielle samfund i forskellige dele af Det Røde Hav i forskellige årstider. Sekventering af rRNA-gener fra disse prøver gav dem øjebliksbilleder, der sporede, hvordan samfund ændrede sig over tid.

Anført af havforskerne Susana Carvalho og Burton Jones, forskerholdet fandt generelt, at diversiteten var størst i det sydlige Røde Hav og lavest i den centrale region. Imidlertid, samfund varierede på tværs af alle regioner og sæsonmæssigt i både nord og syd.

Det sydlige Røde Hav havde den laveste diversitet i løbet af efteråret, når høj tilgængelighed af næringsstoffer gav nok energi til at større plankton kunne vokse, mens lave niveauer af turbulens minimerer interaktioner med rovdyr. Som resultat, disse grupper var i stand til at dominere samfund, udvander deres rigdom.

Om foråret, højere turbulensniveauer gjorde det lettere for rovdyret zooplankton at finde deres bytte og holde dem i skak, øge fællesskabernes mangfoldighed.

I det nordlige Røde Hav, næringsstofniveauer forbliver lavere hele året, men sæsonbestemte ændringer i turbulens ændrede sammensætningen og strukturen af ​​mikrobielle samfund, selvom ændringerne var mindre end i syd.

Disse resultater understøtter en 15 år gammel model, der forbinder samfundsstruktur med fysiske faktorer, såsom turbulens og næringsstofniveauer. "Den oprindelige undersøgelse var baseret på planteplanktonsamfund, men vi var i stand til at målrette hele det mikrobielle samfund gennem sekventering og vise, at den oprindelige teori er anvendelig for hele det planktoniske samfund, " siger Pearman.

På trods af den nye støtte, modellen er fortsat et igangværende arbejde, med forskere, der inkorporerer virkningerne af yderligere faktorer, såsom strømme, efterhånden som nye data bliver tilgængelige.

"Meget er stadig ukendt om det marine mikrobielle miljø, selvom de faktisk er grundlaget for fødevæv, kemisk kredsløb og kulstoffiksering, " siger Pearman. "Det er ekstremt vigtigt at vide, hvordan det mikrobielle samfund reagerer på temperaturforskelle, næringsstoffer og turbulens, især i lyset af klimaændringer eller den menneskeskabte næringsstofberigelse på grund af udviklingen af ​​kystområder."

Holdet planlægger at fortsætte med at forfine deres forståelse ved at studere mikrobielle samfund langs det Røde Havs breddeakse, længere fra kystnære påvirkninger, samt indarbejde effekten af ​​cirkulation i deres modeller.