Dybhavsvulkaner:Vinduer ind i undergrunden

Hydrotermisk aktive undersøiske vulkaner står for meget af Jordens vulkanisme og er mineralrige biologiske hotspots, men der er meget lidt kendt om dynamikken i mikrobiel diversitet i disse systemer. Denne uge i PNAS , Reysenbach og kolleger, vis, at ved en sådan vulkan, Brothers ubådsbuevulkan, NØ for New Zealand, den geologiske historie og underjordiske hydrotermiske væskebaner vidner om kompleksiteten af ​​mikrobiel sammensætning på havbunden, og giver også indsigt i, hvordan tidligere og nuværende undergrundsprocesser kunne indprentes i den mikrobielle mangfoldighed.

"Mikrober i varme kilder overalt henter deres energi delvist fra geokemien i det varme vand/væsker. Det er det samme for Brothers vulkanhavbunds varme kilder. Da både havvands- og magmatisk gaspåvirkede hydrotermiske systemer eksisterer side om side ved Brothers, vi forudsagde, at mikroberne i de aktive magmatiske keglesteder (IMAGE1) ville være meget forskellige fra dem på calderavæggen (BILLEDE 2), der i høj grad er påvirket af modificeret havvand," sagde Reysenbach, Professor i mikrobiologi ved Portland State University. Men hvad de ikke forventede var, at der også ville være to meget forskellige mikrobielle samfund tæt på hinanden på calderavæggen.

Fra nylige boringer fra International Ocean Discovery Program (IODP) og geofysiske målinger er der bevis for, at efter den vulkanske caldera kollaps af den oprindelige stratovulkan for at danne den nuværende caldera, det tidligste magmatiske hydrotermiske system blev overtrykt af et mere havvandsdomineret system. Forfatterne viser, at et af calderasamfundene flugter med mikrober fra magmatisk påvirkede hydrotermiske åbninger af den nyere kegle, der er vokset op fra calderabunden. Det er sandsynligt, at en kombination af forskellige underjordiske mineralsamlinger gennemskåret af de cirkulerende hydrotermiske væsker hjælper med at forme forskellige mikrobielle samfund på calderavæggen.

"Efter at have studeret Brothers vulkan i 20 år, dette arbejde forbløffede mig virkelig, fordi jeg for første gang kunne samle prikkerne fra magmatiske gasser og hydrotermiske væsker hele vejen til mikrobielle samfund," sagde medforfatter Cornel de Ronde, Principal Scientist hos GNS Science, New Zealand.

Denne undersøgelse beskriver også mere end 90 nye bakterie- og arkæfamilier, og næsten 300 hidtil ukendte slægter, fremhæve, hvor lidt vi ved om biodiversiteten i disse systemer, og hvordan kompleksiteten af ​​den underjordiske geologi kan bidrage til høj mikrobiel biodiversitet. Desuden, disse steder omfatter mange potentielt dybt forgrenede og symbiotiske mikrober, hvis prospektive undersøgelse vil bidrage til vores forståelse af livets udvikling på Jorden og de interaktioner, der former samfund under jorden.

"Jeg håber, at dette arbejde vil opmuntre andre til at se den geologi, geokemi og endda geofysik kan faktisk gå hånd i handske med mikrobielle undersøgelser. Du skal bare oversætte de forskellige informationer til et sprog, som alle forstår, så vil du opdage nye paradigmer", sagde de Ronde.