Crédito:Universidad de Delaware
Las células microbianas se encuentran en abundancia en los sedimentos marinos debajo del océano y constituyen una cantidad significativa de la biomasa microbiana total del planeta. Microbios que se encuentran en las profundidades del océano, como en las filtraciones de hidrocarburos, generalmente se cree que tienen tasas lentas de rotación de la población y bajas cantidades de energía disponible, donde cuanto más abajo se encuentra un microbio, menos energía tiene disponible.
Un nuevo estudio publicado en colaboración con la Universidad de Delaware y ExxonMobil Research and Engineering muestra que quizás las comunidades microbianas que se encuentran más profundamente en los sedimentos del lecho marino dentro y alrededor de los sitios de filtración de hidrocarburos tienen más energía disponible y tasas de rotación de población más altas de lo que se pensaba anteriormente.
Usando muestras de sedimentos recolectadas por investigadores de ExxonMobil, Jennifer Biddle, profesora de la UD, y su grupo de laboratorio, incluido Rui Zhao, un investigador postdoctoral que es el primer autor del artículo; Kristin Yoshimura, quien recibió su doctorado en la UD; y Glenn Christman, un bioinformático:trabajó en un estudio en colaboración con Zara Summers, un microbiólogo de ExxonMobil. El estudio, publicado recientemente en Informes científicos , analiza cómo la dinámica microbiana se ve influenciada por los sitios de filtración de hidrocarburos en el Golfo de México.
Biddle y los miembros de su laboratorio recibieron los sedimentos congelados, recopilados durante un crucero de investigación, de ExxonMobil y luego extrajo el ADN y lo secuenció en el Instituto de Biotecnología de Delaware (DBI).
Usando muestras de sedimentos recolectadas por Exxon Mobil, La profesora de la Universidad de Delaware, Jennifer Biddle, y su grupo de laboratorio estudiaron cómo la dinámica microbiana se ve influenciada por los sitios de filtración de hidrocarburos en el Golfo de México. Crédito:Universidad de Delaware
Las muestras que estudió el grupo de laboratorio de Biddle fueron recolectadas de las más profundas filtraciones de hidrocarburos que generalmente se ignoran.
"La mayoría de las personas solo miran los primeros centímetros de sedimento en una filtración, pero esto en realidad miraba de 10 a 15 centímetros hacia abajo, ", dijo el profesor asociado de Biddle en la Facultad de Ciencias y Políticas Marinas del College of Earth de la UD, Océano y medio ambiente. "Luego comparamos las áreas de filtración con las áreas de no filtración, y el entorno se veía realmente diferente ".
Dentro de la filtración los microbios conducen potencialmente a un ayuno, vida menos eficiente mientras está fuera de la filtración, los microbios llevan una vida más lenta pero más eficiente. Esto podría atribuirse a las fuentes de energía disponibles en su entorno.
"Comprender la ecología microbiana de las filtraciones de aguas profundas es una parte importante para comprender las comunidades centradas en los hidrocarburos, "dijo Summers.
Se cree que los microbios que se encuentran en las profundidades del océano tienen tasas de rotación de población lentas y poca cantidad de energía disponible. Sin embargo, Las comunidades microbianas que se encuentran más profundamente en los sedimentos del lecho marino dentro y alrededor de los sitios de filtración de hidrocarburos tienen más energía disponible y tasas de rotación de población más altas de lo que se pensaba anteriormente. Crédito:Universidad de Delaware
Biddle dijo que los microbios siempre están limitados por algo en el medio ambiente, como ahora mismo durante la cuarentena, estamos limitados por la cantidad de papel higiénico disponible. "Fuera de la filtración, Es probable que los microbios estén limitados por el carbono. mientras que dentro de la filtración, los microbios están limitados por nitrógeno, "dijo Biddle.
Si bien los microbios que se encuentran dentro de la filtración parecen estar corriendo para producir más nitrógeno para mantenerse y crecer con sus compañeros microbios, fuera de la filtración, los investigadores encontraron un equilibrio de carbono y nitrógeno, los microbios utilizan el nitrógeno como fuente de energía.
"Generalmente, no pensamos que el nitrógeno se utilice como energía. Se usa para hacer moléculas pero algo que me llamó la atención fue pensar en el nitrógeno como una fuente de energía significativa, "dijo Biddle.
Esta diferencia entre los microbios que se encuentran dentro de las filtraciones y los que se encuentran fuera de las filtraciones podría reflejar potencialmente cómo los microbios se comportan más arriba en la columna de agua.
Se recolectaron muestras del núcleo de sedimento mediante un vehículo submarino operado a distancia (ROV) en los sitios de filtración y en los sitios de no filtración para comparar. Dentro de la filtración los microbios conducen potencialmente a un ayuno, vida menos eficiente mientras está fuera de la filtración, los microbios llevan una vida más lenta pero más eficiente. Crédito:Universidad de Delaware
Investigaciones anteriores de microbios de la columna de agua muestran que existen diferentes tipos de microbios:aquellos que son menos eficientes y llevan un estilo de vida más competitivo donde no usan cada molécula tan bien como podrían y aquellos que son realmente optimizados. no desperdician nada y son súper eficientes.
"Me hace preguntarme si los microbios que viven en estas filtraciones son potencialmente un desperdicio y están creciendo rápidamente pero son menos eficientes y los organismos fuera de las filtraciones son un organismo muy diferente donde son mucho más eficientes y eficaces. más ágil, "dijo Biddle, cuyo equipo ha presentado una propuesta para volver al mar para investigar más a fondo. "Queremos observar estas dinámicas para determinar si todavía es cierto que hay vida menos eficiente dentro de la filtración y luego más lenta, vida mucho más eficiente fuera de la filtración ".
Tras el estudio de las muestras centrales, Esta investigación mostró que los sedimentos de filtración más profunda probablemente se vean fuertemente impactados por el material que sube desde el fondo. Esto significa que la filtración podría estar soportando una mayor cantidad de biomasa de lo que se pensaba anteriormente. Crédito:Universidad de Delaware
Además, Biddle dijo que esta investigación mostró que los sedimentos más profundos en las filtraciones probablemente estén fuertemente impactados por el material que sube desde el fondo. lo que significa que la filtración podría estar soportando una mayor cantidad de biomasa de lo que se pensaba anteriormente.
"We often think about a seep supporting life like tube worms and the things that are at the expression of the sediment, but the fact that this could go for meters below them really changes the total biomass that the seep is supporting, " said Biddle. "One of the big implications for the seepage sites with regards to the influence of these fluids coming up is that we don't know how deep it goes in terms of how much it changes the impact of subsurface life."
Summers added that these are interesting insights "when considering oil reservoir connectivity to, and influence on, hydrocarbon seeps."
