極地潮汐灘細菌群落，揭秘寒地陸海生物地球化學(xué)循環(huán)

陸地來源的有機物，是如何通過河流輸送到潮汐灘系統(tǒng)的？鹽度又是如何影響細菌群落結(jié)構(gòu)？“海洋與濕地”（OceanWetlands）小編最近讀到了一篇于2023年12月18日發(fā)表在《Fems微生物學(xué)生態(tài)學(xué)》期刊上的最新研究，題為《季節(jié)性陸海連接與當?shù)剡^程控制高寒潮汐灘沉積物細菌群落結(jié)構(gòu)和功能》。這篇文章由埃莉諾·露絲·漢德勒等學(xué)者合作完成。為助力全球環(huán)境治理、為我國學(xué)者提供最新研究動態(tài)信息參考，編譯分享信息如下，供感興趣的讀者們參閱。

這項最新研究深入探討了氣候變化對高寒潮汐灘生態(tài)系統(tǒng)的影響，特別是對于極地河口潮汐灘這一相對鮮為人知的領(lǐng)域。作為陸地與海洋交匯的過渡帶，這些潮汐灘通常由微生物過程推動，是生物地球化學(xué)循環(huán)的關(guān)鍵區(qū)域。

上圖：（A）季節(jié)內(nèi)每個站點都有有針對性的采樣地點。綠線標示了中高潮位線（挪威測繪局）。衛(wèi)星圖像取自2021年8月14日Sentinel EO Browser。NIVA操作的高頻原位傳感器位于河流站點的上游約100米處，離峽灣站點向岸邊方向約200米處。每個月的確切坐標略有變化，詳見表S1。（B）是示意采樣過程。有兩種不同的方法定義了個別采樣區(qū)域——在峽灣和亞潮帶站點，利用Polarcirkel船只用帶有兩個可拆卸窗口的0.025平方米van Veen抓斗采集沉積物樣本，而在潮間帶和河流采樣點則通過在沉積物表面放置PVC框架進行標記。來源：Eleanor Ruth Handler等人

該研究團隊沿著一個河流-潮間帶-亞潮帶-峽灣的梯度，從5月到9月份，詳細地調(diào)查了表層沉積物的細菌群落組成和功能。通過將原位社區(qū)的代謝條形碼測序與體外有機碳利用測定結(jié)合，他們揭示了微生物群落在空間和時間上的差異，這些差異受到當?shù)丶竟?jié)性過程和河流輸入的影響，而鹽度則成為主導(dǎo)的結(jié)構(gòu)因子。

研究發(fā)現(xiàn)，整個系統(tǒng)中都存在來自陸地和河流的分類群，很可能是通過徑流輸送而來的。體外實驗表明，當沉積物細菌在淡水和半咸水中培養(yǎng)時，它們利用的有機物底物范圍較在海水中培養(yǎng)時更為廣泛。

這些研究結(jié)果突顯了鹽度對于潮汐灘生態(tài)過程的重要性，尤其是在潮汐灘區(qū)域（和時段）沉積物受淡水浸透的情況下，限制了對陸地來源有機物的潛在利用。研究呼吁未來的研究必須考慮潮汐灘這一關(guān)鍵要素，以更全面地了解極地海岸碳循環(huán)在氣候變暖條件下河流排放和陸地有機物輸送增加的影響。

編譯 | Wendy

編輯 | 綠茵

全文參見：

Eleanor Ruth Handler, Sebastian David Junker Andersen, Rolf Gradinger, Maeve McGovern, Anna Vader, Amanda Poste, Seasonality in land-ocean connectivity and local processes control sediment bacterial community structure and function in a High Arctic tidal flat, FEMS Microbiology Ecology, 2023; fiad162, https://doi.org/10.1093/femsec/fiad162