A shared core microbiome in soda lakes separated by large distances
Notice bibliographique
Résumé
Abstract In alkaline soda lakes, high concentrations of dissolved carbonates establish an environment favouring productive phototrophic microbial mat communities. Here we show how different species of microbial phototrophs and autotrophs contribute to this exceptional productivity. Four years of amplicon and shotgun DNA sequencing data from microbial mats from four different lakes indicated the presence of over 2,000 different species of Bacteria and Eukaryotes. Metagenome-assembled-genomes were obtained for a core microbiome of <100 abundant bacteria, which was shared among lakes and accounted for half of the extracted DNA throughout the four year sampling period. Most of the associated species were related to similar microbes previously detected in sediments of Central Asian alkaline soda lakes, showing that common selection principles drive community assembly from a globally distributed reservoir of alkaliphile biodiversity. Dispersal events between the two distant lake systems were shown to be extremely rare, with dispersal rates a function of abundance in microbial mats, but not sediments. Detection of more than 7,000 expressed proteins showed how phototrophic populations allocated resources to specific processes and occupied complementary niches. Carbon fixation only proceeded by the Calvin-Benson-Bassham cycle, detected in Cyanobacteria, Alphaproteobacteria, and, suprisingly, Gemmatomonadetes. Our study not only provides new fundamental insight into soda lake ecology, but also provides a template, guiding future efforts to engineer robust and productive biotechnology for carbon dioxide conversion. Importance Alkaline soda lakes are among the most productive ecosystems worldwide, despite their high pH. This high productivity leads to growth of thick “mats” of filamentous cyanobacteria. Here, we show that such mats have very high biodiversity, but at the same time contain a core, shared set of only approximately 100 different bacteria that perform key functions, such as photosynthesis. This “core microbiome” occurs both in Canadian and Central Asian soda lakes, >8,000 km apart. We present evidence for (very rare) dispersion of some core microbiome members from Canadian mats to Central Asian soda lake sediments. The close similarity between distant microbial communities indicates that these communities share common design principles, that reproducibly lead to a high and robust productivity. We unravel a few examples of such principles and speculate that these might be applied to create robust biotechnology for carbon dioxide conversion, to mitigate of global climate change.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».