Sources and Fluxes of Organic Carbon and Energy to Microorganisms in Global Marine Sediments.
Sources and Fluxes of Organic Carbon and Energy to Microorganisms in Global Marine Sediments.
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DOI：
10.3389/fmicb.2022.910694
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发表时间：
2022
影响因子：
5.2
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
海洋沉积物是地球上最大的微生物栖息地和有机碳汇之一。然而，目前还不清楚沉积物理化性质的变化如何影响全球范围内的微生物。在这里，我们调查的模式分布的微生物细胞，有机碳，和微生物使用的权力在全球沉积物的数量。我们的研究结果表明，大陆架和边缘的沉积物主要是缺氧，并含有细胞，其功率利用率随沉积物的深度和年龄而降低。深海区的沉积物中含有微生物，这些微生物在沉积物深度和年龄的大梯度上，每个细胞消耗的能量很低。我们发现，在细胞丰度，POC存储和降解，以及微生物能源利用的趋势主要是由沉积环境和氧化还原条件，而不是沉积深度和年龄结构。我们还揭示了不同沉积环境中每个细胞功率状态的不同趋势，从最近沉积的陆架沉积物中的最大值10-16 W cell-1到更深和古老沉积物中的最小值<10-20 W cell-1。总的来说，我们展示了全球沉积物的沉积环境和氧化还原条件之间的广泛的全球规模的连接，以及有机碳的量和深层生物圈微生物的活动。
Marine sediments comprise one of the largest microbial habitats and organic carbon sinks on the planet. However, it is unclear how variations in sediment physicochemical properties impact microorganisms on a global scale. Here we investigate patterns in the distribution of microbial cells, organic carbon, and the amounts of power used by microorganisms in global sediments. Our results show that sediment on continental shelves and margins is predominantly anoxic and contains cells whose power utilization decreases with sediment depth and age. Sediment in abyssal zones contains microbes that use low amounts of power on a per cell basis, across large gradients in sediment depth and age. We find that trends in cell abundance, POC storage and degradation, and microbial power utilization are mainly structured by depositional setting and redox conditions, rather than sediment depth and age. We also reveal distinct trends in per-cell power regime across different depositional settings, from maxima of ∼10–16 W cell–1 in recently deposited shelf sediments to minima of <10–20 W cell–1 in deeper and ancient sediments. Overall, we demonstrate broad global-scale connections between the depositional setting and redox conditions of global sediment, and the amounts of organic carbon and activity of deep biosphere microorganisms.
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