Seizoensveranderingen in turbulentie en beschikbaarheid van voedingsstoffen blijken microbiële gemeenschappen in de Rode Zee te vormen. "Veel van het mariene ecosysteem is uiteindelijk gebaseerd op hoe microben leven en wat ze doen, " legt onderzoekswetenschapper John Pearman uit, die de studie heeft uitgevoerd. "Weten hoe microben reageren is belangrijk om te begrijpen hoe het ecosysteem gaat functioneren."

Met behulp van een CTD-rozetmonsternemer die monsterflesjes combineerde met sensoren voor watertemperatuur en geleidbaarheid, onderzoekers in het Saudi Aramco-KAUST Center for Marine Environmental Observations hebben de watercondities gemeten en monsters verzameld voor de analyse van planktonische microbiële gemeenschappen in verschillende delen van de Rode Zee in verschillende seizoenen. Door rRNA-genen uit deze monsters te sequencen, kregen ze snapshots die bijhielden hoe gemeenschappen in de loop van de tijd veranderden.

Onder leiding van mariene wetenschappers Susana Carvalho en Burton Jones, het onderzoeksteam vond over het algemeen dat de diversiteit het grootst was in de zuidelijke Rode Zee en het laagst in de centrale regio. Echter, gemeenschappen varieerden in alle regio's en seizoensgebonden in zowel het noorden als het zuiden.

De zuidelijke Rode Zee had de laagste diversiteit tijdens de herfst, toen een hoge beschikbaarheid van voedingsstoffen voldoende energie opleverde om groter plankton te laten groeien, terwijl lage turbulentie interacties met roofdieren geminimaliseerd. Als resultaat, deze groepen waren in staat om gemeenschappen te domineren, hun rijkdom verwateren.

In de lente, hogere turbulentieniveaus maakten het voor roofzuchtig zoöplankton gemakkelijker om hun prooi te vinden en in toom te houden, de diversiteit van de gemeenschappen te vergroten.

In de noordelijke Rode Zee, nutriëntenniveaus blijven het hele jaar door lager, maar seizoensveranderingen in turbulentie veranderden de samenstelling en structuur van microbiële gemeenschappen, hoewel de veranderingen kleiner waren dan in het Zuiden.

Deze bevindingen ondersteunen een 15 jaar oud model dat de gemeenschapsstructuur koppelt aan fysieke factoren, zoals turbulentie en nutriëntenniveaus. "De oorspronkelijke studie was gebaseerd op fytoplanktongemeenschappen, maar we waren in staat om de hele microbiële gemeenschap te targeten door middel van sequencing en laten zien dat de oorspronkelijke theorie van toepassing is op de hele planktonische gemeenschap, ' zegt Peerman.

Ondanks de nieuwe steun het model blijft een werk in uitvoering, met onderzoekers die de effecten van aanvullende factoren incorporeren, zoals stromingen, naarmate er nieuwe gegevens beschikbaar komen.

"Er is nog veel onbekend over de mariene microbiële omgeving, hoewel ze eigenlijk de basis vormen van voedselwebben, chemische cycli en koolstoffixatie, ", zegt Pearman. "Het is uiterst belangrijk om te weten hoe de microbiële gemeenschap reageert op temperatuurverschillen, nutriënten en turbulentie, vooral in het licht van klimaatverandering of de antropogene nutriëntenverrijking als gevolg van de ontwikkeling van kustgebieden."

Het team is van plan hun begrip te blijven verfijnen door microbiële gemeenschappen langs de breedte-as van de Rode Zee te bestuderen, verder van kustinvloeden, evenals het opnemen van het effect van circulatie in hun modellen.