Expedición de astrobiología al lago Untersee, Antártida: la metagenómica analizada por el genoma revela diversos taxones y complejidades metabólicas

Estructuras microbianas del lago Untersee – microbiología ambiental

El lago Untersee, un lago en la Antártida cubierto permanentemente por hielo, alberga estructuras microbianas no fosilizadas únicas.

Evaluamos la estructura de la comunidad y el potencial metabólico en las capas superiores pigmentadas y las capas más profundas enriquecidas con sedimentos de estas estructuras microbianas de pináculo y cono utilizando metagenómica. Estas estructuras microbianas están habitadas por comunidades distintas.

Estructuras microbianas del lago Untersee (A) Estructuras microbianas de pináculo y cono que se forman contiguamente (B) Estructuras microbianas de pináculo (C) Sección transversal de la estructura de cono que muestra capas sedimentarias individuales con una capa superior que consta de unas pocas laminillas muy pigmentadas de color púrpura y una capa inferior de laminillas no moradas pigmentadas de color beige y ricas en arcilla sedimentaria (D) Sección transversal de la estructura de la cumbre. Fotografía de Dale T. Andersen. – Microbiología ambiental

Las capas superiores de las estructuras cónicas tienen una mayor abundancia de MAG cianobacteria Microcoleus, mientras que las estructuras en forma de ápice tienen una mayor abundancia de Elainellacea MAG. Esto sugiere que las cianobacterias influyen en la forma de las esteras.

Ilustración esquemática de las estructuras de los tapetes, conos, picos y taxones de cianobacterias asociados. – Microbiología ambiental

Identificamos marcados contrastes en la composición de la comunidad y el potencial metabólico entre las capas superior e inferior de la estera. Las capas superiores de la estera, que reciben luz, tienen una mayor abundancia de vías fotosintéticas.

Por el contrario, la capa inferior tiene una mayor abundancia de vías no autótrofas. Nuestros resultados también mostraron que el lago Untersee es el primer lago antártico con una presencia significativa de genes Nitrospiracea y amoA que oxidan el amoníaco. La capacidad genómica para reciclar moléculas biológicas prevalecía en los genomas ensamblados en metagenomas (MAG) que cubrían 19 filos. Esto resalta la importancia de la eliminación de nutrientes en ambientes severamente escasos.

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En general, nuestro estudio proporciona nuevos conocimientos sobre la composición de las estructuras microbianas y la posible complejidad metabólica de las capas microbianas incrustantes de la Antártida. Estas esteras son entornos importantes para la biodiversidad que impulsa el ciclo biogeoquímico en los desiertos polares.

Gráfico de barras de abundancia relativa de lecturas metagenómicas a nivel familiar (A) y (B). – Microbiología ambiental

La metagenómica resuelta por el genoma revela diversidad de taxones y complejidad metabólica en las estructuras microbianas de los lagos antárticos., Carla Greco, Dale T. Anderson y Marianne L. Yallop, Gary Parker, Anne D. Microbiología ambiental de Jungblut (acceso abierto)

Puede encontrar más informes sobre expediciones e investigaciones en el lago Ondersee aquí.

suma: Estas son las grandes estructuras de estromatolitos cónicos (de hasta 70 cm de largo) observadas en el lago Untersee – Imagen: Dale T. Andersen Astrobiology

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