解析影响石膏洞穴沉积物微生物组的地球化学约束

《Microbial Ecology》：Deciphering the Geochemical Constrains Influencing Sediment Microbiomes in Gypsum Caves

　　

摘要

世界各地的研究致力于石灰岩和火山洞穴的地质微生物学，但相比之下，蒸发岩（石膏和无水石膏）喀斯特很少被研究。我们研究了位于西班牙东南部阿尔梅里亚索尔巴斯石膏喀斯特的石膏洞、C3 洞和水洞中的沉积物。地球化学分析显示，洞穴内沉积物存在高度异质性，特别是取决于采样位置，涉及氮、铵、硝酸盐、磷、镁和钙含量。根据 PERMANOVA 分析，pH 值、碳酸盐含量、镁、钙和锶等地球化学变量对细菌群落结构显示出显著影响，解释了 15.8% 到 21.3% 的方差。这些结果表明，沉积物的特定地球化学成分是细菌群落的相关驱动因素。石膏洞沉积物表现出不同的微生物群落，其特征是门和属的丰度变化很大，这些群落在世界各地的其他洞穴中也常被发现。在水洞中观察到最高的细菌丰富度和多样性，而 C3 和石膏洞的一些样本显示出相对较低的丰富度和多样性。沉积物中的细菌群落隶属于 38 个门，其中 16 个门的相对丰度 > 1%。石膏洞中的优势门是放线菌门，但水洞和 C3 洞样本中的丰度较低。值得注意的是，在来自 C3 和水洞的四个沉积物中，假单胞菌门取代了放线菌门成为优势门。其他相对丰富的门包括芽孢杆菌门、浮霉菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、玉胞菌门和绿弯菌门。最丰富的两个属是交叉菌属和 wb1-P19。总体而言，石膏洞包含高度异质性的微生境，其中微生物群落结构主要受洞穴环境控制，如与其他石灰岩和火山洞穴相比发现相似的微生物群落组合所示，其次受沉积物的地球化学成分控制。