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熱水孔は、微生物のエネルギー源で濃縮された高温液を放出します。ここでは、氷で覆われた中央北極海において、最近発見された2つの火山海事、ガッケルリッジのポラリスとオーロラの水熱蒸散の生態学的および生態地球化学的効果を比較します。どちらの場所でも、持続的な水熱プルームが深部北極海に最大800 m増加しました。2つの非有用性プルームでは、北極圏の深海での0.5-1μmolM-3日-1のバックグラウンド値と比較して、微生物炭素固定速度が強く上昇しました。ポラリスプルームでは、遊離硫化物と最大360 nmの水素が微生物を有効にして、最大46μmolの無機炭素（IC）M-3 Day-1を固定しました。このエネルギーパルスにより、SUP05の相対存在量が25％増加し、カンジダスSulfurimonas Plumaがすべての細菌の7％増加をもたらしました。オーロラでは、微生物が最大35μmolIC M-3日-1まで固定されていました。ここでは、金属硫化物が硫黄種の還元種の生物学的利用能を制限し、推定水素酸化剤CA。S. Plumaは、すべての細菌の35％とSUP05 10％を構成しました。このデータに従って、トランスクリプトーム分析では、オーロラにおけるハイドロゲーゼコード転写産物の高い濃縮と、極性の硫黄酸化をコードする転写産物の濃縮が示されました。メタン消費の証拠も、いずれかのプルームにある推定メタノトロフォームやその転写産物の豊富さの大幅な増加もありませんでした。一緒になって、我々の結果は、北極の熱水噴石のエネルギー源としての水素と硫化物の支配を示しています。
熱水孔は、微生物のエネルギー源で濃縮された高温液を放出します。ここでは、氷で覆われた中央北極海において、最近発見された2つの火山海事、ガッケルリッジのポラリスとオーロラの水熱蒸散の生態学的および生態地球化学的効果を比較します。どちらの場所でも、持続的な水熱プルームが深部北極海に最大800 m増加しました。2つの非有用性プルームでは、北極圏の深海での0.5-1μmolM-3日-1のバックグラウンド値と比較して、微生物炭素固定速度が強く上昇しました。ポラリスプルームでは、遊離硫化物と最大360 nmの水素が微生物を有効にして、最大46μmolの無機炭素（IC）M-3 Day-1を固定しました。このエネルギーパルスにより、SUP05の相対存在量が25％増加し、カンジダスSulfurimonas Plumaがすべての細菌の7％増加をもたらしました。オーロラでは、微生物が最大35μmolIC M-3日-1まで固定されていました。ここでは、金属硫化物が硫黄種の還元種の生物学的利用能を制限し、推定水素酸化剤CA。S. Plumaは、すべての細菌の35％とSUP05 10％を構成しました。このデータに従って、トランスクリプトーム分析では、オーロラにおけるハイドロゲーゼコード転写産物の高い濃縮と、極性の硫黄酸化をコードする転写産物の濃縮が示されました。メタン消費の証拠も、いずれかのプルームにある推定メタノトロフォームやその転写産物の豊富さの大幅な増加もありませんでした。一緒になって、我々の結果は、北極の熱水噴石のエネルギー源としての水素と硫化物の支配を示しています。
Hydrothermal vents emit hot fluids enriched in energy sources for microbial life. Here, we compare the ecological and biogeochemical effects of hydrothermal venting of two recently discovered volcanic seamounts, Polaris and Aurora of the Gakkel Ridge, in the ice-covered Central Arctic Ocean. At both sites, persistent hydrothermal plumes increased up to 800 m into the deep Arctic Ocean. In the two non-buoyant plumes, rates of microbial carbon fixation were strongly elevated compared to background values of 0.5-1 μmol m-3 day-1 in the Arctic deep water, which suggests increased chemoautotrophy on vent-derived energy sources. In the Polaris plume, free sulfide and up to 360 nM hydrogen enabled microorganisms to fix up to 46 μmol inorganic carbon (IC) m-3 day-1. This energy pulse resulted in a strong increase in the relative abundance of SUP05 by 25% and Candidatus Sulfurimonas pluma by 7% of all bacteria. At Aurora, microorganisms fixed up to 35 μmol IC m-3 day-1. Here, metal sulfides limited the bioavailability of reduced sulfur species, and the putative hydrogen oxidizer Ca. S. pluma constituted 35% and SUP05 10% of all bacteria. In accordance with this data, transcriptomic analysis showed a high enrichment of hydrogenase-coding transcripts in Aurora and an enrichment of transcripts coding for sulfur oxidation in Polaris. There was neither evidence for methane consumption nor a substantial increase in the abundance of putative methanotrophs or their transcripts in either plume. Together, our results demonstrate the dominance of hydrogen and sulfide as energy sources in Arctic hydrothermal vent plumes.
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