The Source of Thermophilic Bacteria in Lake Baikal Cold Sediments – Coastal Hydrotherms or Deep Fluids?

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The sources of thermophilic bacteria revealed in cold Lake Baikal sediments are considered. Comparative analysis of the taxonomic position of thermophilic microorganisms from four terrestrial hot springs at Lake Baikal coast and from the bottom sediments associated with hydrocarbon discharge was carried out. The sequences of thermophilic microorganisms with the same taxonomic position were revealed both in the hot springs and bottom sediments. Some microbial species occurred only in the hydrotherm samples or only in those from the sediments. Gas-saturated fluids from the hydrocarbon generation zone at the depth of 4‒6 km are the most probable source of thermophilic microorganisms in the bottom sediments.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

O. Pavlova

Limnological Institute, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: pavlova@lin.irk.ru
Ресей, Irkutsk

S. Chernitsyna

Limnological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: pavlova@lin.irk.ru
Ресей, Irkutsk

S. Bukin

Limnological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: pavlova@lin.irk.ru
Ресей, Irkutsk

A. Lomakina

Limnological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: pavlova@lin.irk.ru
Ресей, Irkutsk

O. Shubenkova

Limnological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: pavlova@lin.irk.ru
Ресей, Irkutsk

D. Smirnova

Limnological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: pavlova@lin.irk.ru
Ресей, Irkutsk

T. Zemskaya

Limnological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: pavlova@lin.irk.ru
Ресей, Irkutsk

Әдебиет тізімі

  1. Борисенко И. М., Замана Л. В. Минеральные воды Бурятской АССР. Улан-Удэ: Бурятское книгоиздательство, 1978. 162 с.
  2. Верболов В. И. Течения и водообмен в Байкале // Водные ресурсы. 1996. Т. 23. С. 413–423.
  3. Клеркс Я., Земская Т. И., Матвеева Т. В., Хлыстов О. М., Намсараев Б. Б., Дагурова О. П., Голобокова Л. П., Воробьева С. С., Погодаева Т. П., Гранин Н. Г., Калмычков Г. В., Пономарчук В. А., Шоджи Х., Мазуренко Л. Л., Каулио В. В., Соловьев В. А., Грачев М. А. Гидраты метана в поверхностном слое глубоководных осадков озера Байкал // ДАН. 2003. Т. 393. С. 822–826.
  4. Конторович А. Э., Каширцев В. А., Москвин В. И., Бурштейн Л. М., Земская Т. И., Калмычков Г. В., Костырева Е. А., Хлыстов О. М. Нефтегазоносность отложений оз. Байкал // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. С. 1346–1356.
  5. Kontorovich A. E., Kashirtsev V. A., Moskvin V. I., Burshtein L. M., Zemskaya T. I., Kostyreva E. A., Kalmychkov G. V., Khlystov O. M. Petroleum potential of Baikal deposits // Russ. Geol. Geophys. 2007. V. 48. P. 1046–1053.
  6. Ломоносов И. С. Геохимия и формирование современных гидротерм Байкальской рифтовой зоны. Новосибирск: Наука, 1974. 166 с.
  7. Павлова О. Н., Ломакина А. В., Новикова А. С., Черницына С. М., Ханаева Т. А., Погодаева Т. В., Хабуев А. В., Земская Т. И. Термофильные бактерии в донных осадках озера Байкал, ассоциированных с разгрузкой углеводородов // Микробиология. 2019. Т. 88. С. 358–366.
  8. Pavlova O. N., Lomakina A. V., Novikova A. S., Chernitsyna S. M., Khanaeva T. A., Pogodaeva T. V., Khabuev A. V., Zemskaya T. I. Thermophilic bacteria in Lake Baikal bottom sediments associated with hydrocarbon discharge // Microbiology (Moscow). 2019. V. 88. P. 335–342.
  9. Плюснин А. М., Замана Л.В, Шварцев С. Л., Токаренко О. Г., Чернявский М. К. Гидрогеохимические особенности состава азотных терм Байкальской рифтовой зоны // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. С. 647–664.
  10. Plyusnin A. M., Zamana L. V., Shvartsev S. L., Tokarenko O. G., Chernyavskii M. K. Hydrogeochemical peculiarities of the composition of nitric thermal waters in the Baikal rift zone // Russ. Geol. Geophys. 2013. V. 54. P. 495–508.
  11. Ханаева Т. А., Павлова О. Н., Черницына С. М., Хальзов И. А., Хабуев А. В., Никонова А. А., Новикова А. С., Земская Т. И. Термофильная факультативно анаэробная бактерия р. Geobacillus из донных осадков озера Байкал // Acta Biologica Sibirica. 2017. Т. 3. С. 39–46.
  12. Cabello-Yeves P.J., Zemskaya T. I., Zakharenko A. S., Sakirko M. V., Ivanov V. G., Ghai R., Rodriguez-Valera F. Microbiome of the deep Lake Baikal, a unique oxic bathypelagic habitat // Limnol. Oceanogr. 2020. V. 65. P. 1471–1488.
  13. Chakraborty A., Ruff S. E., Dong X., Ellefson E. D., Li C., Brooks J. M., McBee J., Bernard B. B., Hubert C. R J. Hydrocarbon seepage in the deep seabed links subsurface and seafloor biospheres // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2020. V. 117. P. 11029–11037.
  14. Chernitsyna S., Elovskaya I., Pogodaeva T., Bukin S., Zakharenko A., Zemskaya T. Bacterial communities in a gradient of abiotic factors near a sulfide thermal spring in Northern Baikal // Diversity. 2023. V. 15. Art. 298. P. 1–15.
  15. Gittins D. A., Desiage P. A., Morrison N., Rattray J. E., Bhatnagar S., Chakraborty A., Zorz J., Li C., Horanszky O., Cramm M. A., Bisiach F., Bennett R., Webb J., MacDonald A., Fowler M., Campbell D. C., Hubert C. R.J. Geological processes mediate a microbial dispersal loop in the deep biosphere // Sci. Adv. 2022. V. 8. Art. 3485.
  16. Jiao J. Y., Liu L., Hua Z. S., Fang B. Z., Zhou E. M., Salam N., Hedlund B. P., Li W. J. Microbial dark matter coming to light: challenges and opportunities // Natl. Sci. Rev. 2021. V. 8. Art. nwaa280.
  17. Khlystov O., De Batist M., Shoji H., Hachikubo A., Nishio S., Naudts L., Poort J., Khabuev A., Belousov O., Manakov A., Kalmychkov G. Gas hydrate of Lake Baikal: Discovery and varieties // J. Asian Earth Sci. 2013. V. 62. P. 162–166.
  18. Khlystov O. M., Batist M., Minami H., Hachikubo A., Khabuev A. V., Kazakov A. V. The position of gas hydrates in the sedimentary strata and in the geological structure of Lake Baikal // World atlas of submarine gas hydrates in continental margins // Eds. Jürgen Mienert et al. Switzerland: Springer Nature Switzerland AG, 2022. P. 465.
  19. Liu Y. F., Qi Z. Z., Shou L. B., Liu J. F., Yang S. Z., Gu J. D., Mu B. Z. Anaerobic hydrocarbon degradation in candidate phylum “Atribacteria” (JS1) inferred from genomics // ISME J. 2019. V. 13. P. 2377–2390.
  20. Mori K. Caldiserica // Bergey’s manual of systematics of Archaea and Bacteria / Eds. Trujillo M. E., Dedysh S., DeVos P., Hedlund B., Kämpfer P., Rainey F. A., Whitman W. B. 2018. https://doi.org/10.1002/9781118960608.pbm00033
  21. Oren A., Garrity G. M. Valid publication of the names of forty-two phyla of prokaryotes // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2021. V. 71. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.005056
  22. Oren A., Goker M. Candidatus List. Lists of names of prokaryotic Candidatus phyla // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2023. V. 73. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.005821
  23. Pavlova O. N., Tupikin A. E., Chernitsyna S. M., Bukin Yu.S., Lomakina A. V., Pogodaeva T. V., Nikonova A. A., Bukin S. V., Zemskaya T. I., Kabilov M. R. Description and genomic analysis of the first facultatively lithoautotrophic, thermophilic bacteria of the genus Thermaerobacter isolated from low-temperature sediments of Lake Baikal // Microb. Ecol. 2023. V. 86. P. 1604‒1619. https://doi.org/10.1007/s00248-023-02182-1

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Relative proportion of bacterial 16S rRNA gene fragment sequences represented at the phylum (a) and genus (b) levels in hot spring libraries. Taxa representing >1% in each library are listed. Data on the composition of microbial communities of the Zmeiniy hot spring (Chernitsyna et al., 2023) are given for comparison

Жүктеу (499KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Heat map of thermophilic bacteria sequence distribution at the genus level in 16S rRNA gene fragment libraries of microbial communities of hot spring water and bottom sediments of Lake Baikal. Data on the relative abundance of OTUs were normalised by unification with zero-min [(x-min)/range]. Sequences detected only in hot springs are highlighted in red; only in bottom sediments - in blue; in both bottom sediments and hot springs - in black

Жүктеу (490KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024