芝の藻類による夜行性溶存有機物放出と、サンゴ礁の微生物化におけるその役割

藻類による溶存有機物（DOM）の放出の増加は、日和見的微生物病原体の高速ではあるが非効率的な成長とサンゴ礁の進行中の分解と関連しています。芝藻類（微細藻類のコンソーシアとシアノバクテリアを含む大藻類のコンソーシア）は、世界中の多くのサンゴ礁で底生生物のコミュニティを支配しています。日中に主にDOMを放出する他のリーフ藻類とは反対に、シアノバクテリアを含む芝藻類はさらに夜に大量のDOMを放出する可能性があります。しかし、この夜のドムのリリースとサンゴ礁の微生物化への潜在的な貢献はまだ調査されていません。酸素の欠如が発酵の生産と放出を促進するため、芝藻類水界面での低酸素状態の発生を最初にテストしました。夜間のdomとしての中間体。第二に、芝藻類による溶存有機炭素（DOC）放出は、昼夜中に定量化され、バクテリオプランクトンの食物としての昼と夜の滲出物の質がテストされました。最後に、1973年と2013年の底生のコミュニティ構成に基づいたDOCリリースの推定値と組み合わされて、底生コミュニティ構成の変化がサンゴ礁全体のDOC生産へのナイトドックの貢献にどのように影響したかを調査しました。過飽和状態から芝の藻類水界面での低酸素状態まで、暗闇の発症直後に発生し、昼間と同様のナイトドック放出率が発生しました。バイオアッセイは、昼と夜の滲出液の質の大きな違いを明らかにしました。ナイトドックは、バクテリオプランクトンによってデイドックの2倍速さを利用しましたが、成長効率の4倍をもたらしました。底生群集の組成の変化は、底生シアノバクテリアマット（BCMS）の豊富さが増加しているため、1973年以降のDOCリリースの倍増をもたらしたと推定され、BCMSおよび芝藻類によるナイトドックリリースは、総計の50％以上を占めています。BCMSと芝藻類によって放出されるナイトドックは、微生物ループを介してエネルギーと栄養素のより高い栄養レベルへの栄養移動を犠牲にして微生物呼吸を刺激することにより、サンゴ礁の微生物化において重要なドライバーである可能性があり、それによって生産性を脅かしています。これらのユニークな生態系の生物多様性。Journal Blogのこの記事の無料のプレーン言語の要約を読んでください。

The increased release of dissolved organic matter (DOM) by algae has been associated with the fast but inefficient growth of opportunistic microbial pathogens and the ongoing degradation of coral reefs. Turf algae (consortia of microalgae and macroalgae commonly including cyanobacteria) dominate benthic communities on many reefs worldwide. Opposite to other reef algae that predominantly release DOM during the day, turf algae containing cyanobacteria may additionally release large amounts of DOM at night. However, this night-DOM release and its potential contribution to the microbialization of reefs remains to be investigated.We first tested the occurrence of hypoxic conditions at the turf algae-water interface, as a lack of oxygen will facilitate the production and release of fermentation intermediates as night-time DOM. Second, the dissolved organic carbon (DOC) release by turf algae was quantified during day time and nighttime, and the quality of day and night exudates as food for bacterioplankton was tested. Finally, DOC release rates of turf algae were combined with estimates of DOC release based on benthic community composition in 1973 and 2013 to explore how changes in benthic community composition affected the contribution of night-DOC to the reef-wide DOC production.A rapid shift from supersaturated to hypoxic conditions at the turf algae-water interface occurred immediately after the onset of darkness, resulting in night-DOC release rates similar to those during daytime. Bioassays revealed major differences in the quality between day and night exudates: Night-DOC was utilized by bacterioplankton two times faster than day-DOC, but yielded a four times lower growth efficiency. Changes in benthic community composition were estimated to have resulted in a doubling of DOC release since 1973, due to an increasing abundance of benthic cyanobacterial mats (BCMs), with night-DOC release by BCMs and turf algae accounting for >50% of the total release over a diurnal cycle.Night-DOC released by BCMs and turf algae is likely an important driver in the microbialization of reefs by stimulating microbial respiration at the expense of energy and nutrient transfer to higher trophic levels via the microbial loop, thereby threatening the productivity and biodiversity of these unique ecosystems. Read the free Plain Language Summary for this article on the Journal blog.