Scheepswrakken fungeren als kunstmatige riffen en bieden een substraat en voedingsstoffen voor een grote diversiteit aan micro-organismen, die kunnen bijdragen aan de achteruitgang of het behoud van het schip. Hoe divers zulke gemeenschappen precies zijn, en hoe ze zijn georganiseerd, is nog onbekend. Hier, onderzoekers van de East Carolina University in Greenville, Noord Carolina, identificeer de bacteriën die geassocieerd zijn met een scheepswrak uit de jaren zestig. Ze vinden een zeer diverse gemeenschap op het wrak, bestaande uit minimaal 4, 800 OTU's (Operationele Taxonomische Eenheden, komt ongeveer overeen met de soort) van 28 bacteriële phyla, inclusief stikstof-, koolstof-, zwavel-, en ijzercyclische soorten. De samenstelling van de microbiële gemeenschap verschilde sterk tussen locaties binnen de site, het suggereren van niche-partitionering, op dezelfde manier dat schimmelsoorten zich specialiseren in bepaalde microhabitats in een bos, gebaseerd op de lokale abiotische en biotische omgeving. De resultaten worden gepubliceerd in het open access tijdschrift Grenzen in de microbiologie .

Het 50 meter lange wrak, genaamd de Pappy Lane, vertegenwoordigt de overblijfselen van de USS LCS(L)(3)-123 met stalen romp, gebouwd in 1944 als oorlogsschip uit de Tweede Wereldoorlog en verlaten nadat het in de jaren zestig in het ondiepe water van de Pamlico Sound-lagune was gestrand, Noord Carolina, na een tweede carrière een aak. DNA-sequencing van 14 monsters van over de hele site - zichtbaar gecorrodeerd en zichtbaar geconserveerd scheepswrakken, geboorde scheepskernen, nabijgelegen sediment, en het omringende zeewater - onthulde opmerkelijke verschillen in samenstelling en metabolische capaciteiten van de lokale microbiële gemeenschappen die op en rond het scheepswrak leven, evenals de microbiële gemeenschappen die op verschillende delen van het schip leven. De auteurs verklaren deze diversiteit als bewijs van niche-partitionering, gedreven door kleinschalige variabiliteit in de abiotische omgeving, bijvoorbeeld ijzergehalte, blootstelling aan zuurstof, en sporen van koolwaterstoffen uit een voormalige brandstoftank.

Aanwezig over het scheepswrak en overvloedig waar corrosie werd waargenomen, waren ijzeroxiderende ("ijzeretende") Proteobacteriën, die kunnen bijdragen aan biocorrosie. Deze omvatten een nieuwe stam van de mariene ijzeroxiderende Zetaproteobacteriën, met de toepasselijke naam Mariprofundus ferrooxydans O1. Genomische analyse toonde aan dat de metabolische capaciteiten van deze stam ijzeroxidatie, koolstoffixatie in zowel zuurstofrijke als -arme omgevingen, en stikstofbinding, wat aangeeft dat het bijdraagt ​​aan de kringloop van metalen en nutriënten in het scheepswrakmilieu.

Dit onderzoek heeft ook bredere implicaties voor toekomstig beheer van hulpbronnen en de ontwikkeling van instandhoudingsstrategieën voor scheepswrakken in ondiep water langs alle kustlijnen.

"We hebben geleerd dat ijzeroxiderende bacteriën die roest produceren wijdverspreid zijn op deze scheepswrakken, corrosie en verslechtering van de wraklocatie veroorzaken. Deze microben komen meer voor in gebieden waar we corrosie zien optreden, waardoor ze waarschijnlijke indicatoren zijn van waar verdere verslechtering kan optreden. Om deze schade te voorkomen, we kunnen strategieën ontwerpen voor vroege detectie, hun groei stoppen en verdere biocorrosie door andere microben beperken, " zegt corresponderende auteur Dr. Erin Field, Universitair docent bij de afdeling Biologie van de East Carolina University.

De resultaten van deze studie wijzen op de noodzaak om toekomstige inspanningen voor natuurbehoud aan te passen aan de unieke situatie van elk scheepswrak, rekening houdend met originele bouwmaterialen, omgevingsfactoren en tijd doorgebracht in het water.

"Historisch, scheepswrakken werden behandeld als één enkele omgeving, maar ons onderzoek gaat dieper, waaruit blijkt dat er verschillende microbiële gemeenschappen zijn binnen enkele wraklocaties en geassocieerd zijn met het wrak zelf. Als zodanig, we moeten de instandhoudingsinspanningen afstemmen op elk scheepswrak om biocorrosie en achteruitgang effectiever te verminderen, " legt Dr. Field uit.

Deze studie benadrukt het belang van het vergroten van het begrip van de rol van biocorrosie bij de verslechtering van scheepswrakken en de noodzaak van meer onderzoek naar het microbiële ecosysteem van scheepswrakken.

"Hoewel er goed ontwikkelde literatuur bestaat over de impact van galvanische corrosie op scheepswrakken en historische schepen, de rol die bepaalde microben spelen bij corrosie is minder goed begrepen. Gehoopt wordt dat dit artikel helpt bij het ontcijferen van de mechanismen van biocorrosie die op een dag ook zouden kunnen leiden tot de ontwikkeling van beschermende maatregelen en conserveringsstrategieën, " concludeert Dr. Nathan Richards, Professor en directeur van Maritieme Studies bij de afdeling Geschiedenis van de East Carolina University en co-auteur van de studie.