Microbiële cellen worden in overvloed aangetroffen in mariene sedimenten onder de oceaan en vormen een aanzienlijk deel van de totale microbiële biomassa op de planeet. Microben gevonden dieper in de oceaan, zoals in koolwaterstof sijpelt, worden gewoonlijk verondersteld een langzame omloopsnelheid van de bevolking en lage hoeveelheden beschikbare energie te hebben, waar hoe verder naar beneden een microbe wordt gevonden, hoe minder energie er beschikbaar is.

Een nieuwe studie die is gepubliceerd in een samenwerking met de University of Delaware en ExxonMobil Research and Engineering toont aan dat de microbiële gemeenschappen die dieper in de zeebodemsedimenten in en rond de kwelgebieden van koolwaterstoffen worden gevonden, misschien meer energie beschikbaar hebben en een hogere bevolkingsomloopsnelheid hebben dan eerder werd gedacht.

Met behulp van sedimentmonsters verzameld door onderzoekers van ExxonMobil, UD-professor Jennifer Biddle en haar laboratoriumgroep, waaronder Rui Zhao, een postdoctoraal onderzoeker die de eerste auteur van het artikel is; Kristin Yoshimura, die promoveerde aan de UD; en Glenn Christman, een bio-informaticus - werkte aan een onderzoek in samenwerking met Zara Summers, een ExxonMobil-microbioloog. De studie, onlangs gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten , bekijkt hoe de microbiële dynamiek wordt beïnvloed door kwellocaties voor koolwaterstoffen in de Golf van Mexico.

Biddle en haar lableden ontvingen de bevroren sedimenten, verzameld tijdens een onderzoekscruise, van ExxonMobil en vervolgens het DNA geëxtraheerd en de sequentie ervan bepaald bij het Delaware Biotechnology Institute (DBI).

De monsters die Biddle's laboratoriumgroep bestudeerde, waren verzameld uit diepere sijpelingen van koolwaterstoffen die meestal worden genegeerd.

"De meeste mensen kijken alleen naar de bovenste paar centimeter sediment bij een sijpeling, maar dit zag er eigenlijk 10-15 centimeter naar beneden uit, " zei Biddle universitair hoofddocent aan de School of Marine Science and Policy in UD's College of Earth, Oceaan en milieu. "Vervolgens vergeleken we kwelgebieden met niet-kwelgebieden, en de omgeving zag er heel anders uit."

Binnen de spleet, de microben leiden mogelijk een snelle, minder efficiënt leven buiten de sijpeling, de microben leiden een langzamer maar efficiënter leven. Dit kan worden toegeschreven aan de beschikbare energiebronnen in hun omgeving.

"Het begrijpen van microbiële ecologie in diep water, is een belangrijk onderdeel van het begrijpen van op koolwaterstof gerichte gemeenschappen, ' zei Zomers.

Biddle zei dat microben altijd beperkt worden door iets in de omgeving, zoals hoe nu tijdens de quarantaine, we worden beperkt door de hoeveelheid beschikbaar toiletpapier. "Buiten het sijpelen, microben worden waarschijnlijk beperkt door koolstof, terwijl binnen de sijpeling, microben worden beperkt door stikstof, ' zei Biddle.

Terwijl de microben die in de sijpeling worden gevonden lijken te racen om meer stikstof te maken om bij te blijven en te groeien met hun mede-microben, buiten de spleet, vonden de onderzoekers een balans tussen koolstof en stikstof, waarbij stikstof daadwerkelijk door de microben wordt gebruikt als energiebron.

"Gebruikelijk, we denken niet dat stikstof wordt gebruikt voor energie. Het wordt gebruikt om moleculen te maken, maar iets dat me opviel, was de gedachte aan stikstof als een belangrijke energiebron, ' zei Biddle.

Dit verschil tussen de microben die in de sijpelt worden gevonden en die buiten de sijpelt, zou mogelijk een afspiegeling kunnen zijn van hoe microben zich hoger in de waterkolom gedragen.

Eerder onderzoek naar waterkolommicroben toont aan dat er verschillende soorten microben zijn:die zijn minder efficiënt en leiden een meer op competitie gebaseerde levensstijl waarbij ze niet elke afzonderlijke molecule zo goed gebruiken als ze zouden kunnen en die die echt gestroomlijnd zijn, verspil niets en zijn superefficiënt.

"Ik vraag me af of de microben die bij deze sijpelen leven potentieel verspillend zijn en ze snel groeien, maar ze zijn minder efficiënt en de organismen buiten de sijpelen zijn een heel ander organisme waar ze veel efficiënter en veel meer gestroomlijnd, " zei Biddle, wiens team een ​​voorstel heeft gedaan om terug de zee op te gaan voor verder onderzoek. "We willen naar deze dynamiek kijken om te bepalen of het nog steeds waar is dat er snelle, minder efficiënt leven in de sijpel en dan langzamer, veel efficiënter leven buiten de sijpeling."

In aanvulling, Biddle said this research showed that the deeper sediments in the seepages are most likely heavily impacted by the material coming up from the bottom, which means that the seep could be supporting a larger amount of biomass than previously thought.

"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."