Freshwater <i>Chlorobia</i> exhibit metabolic specialization among cosmopolitan and endemic populations
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Photosynthetic bacteria from the class Chlorobia (formerly phylum Chlorobi ) sustain carbon fixation in anoxic water columns. They harvest light at extremely low intensities and use various inorganic electron donors to fix carbon dioxide into biomass. Until now, most information on their functional ecology and local adaptations came from isolates and merely 26 sequenced genomes that are poor representatives of natural populations. To address these limitations, we analyzed global metagenomes to profile planktonic Chlorobia cells from the oxyclines of 42 freshwater bodies, spanning subarctic to tropical regions and encompassing all four seasons. We assembled and compiled over 500 genomes, including metagenome-assembled genomes (MAGs), single-cell genomes (SAGs), and reference genomes from cultures, clustering them into 71 metagenomic operational taxonomic units (mOTUs) or “species”. Of the 71 mOTUs, 57 were classified as genus Chlorobium and these mOTUs varied in relative abundance up to ~60% of the microbial communities in the sampled anoxic waters. Several Chlorobium -associated mOTUs were globally distributed whereas others were endemic to individual lakes. Although most clades encoded the ability to oxidize hydrogen, many were lacking genes for the oxidation of specific sulfur and iron substrates. Surprisingly, one globally distributed Scandinavian Chlorobium clade encoded the ability to oxidize hydrogen, sulfur, and iron, suggesting that metabolic versatility facilitated such widespread colonization. Overall, these findings provide new insights into the biogeography of the Chlorobia and the metabolic traits that facilitate niche specialization within lake ecosystems. Importance The reconstruction of genomes from metagenomes has enabled unprecedented insights into the ecology and evolution of environmental microbiomes. We applied this powerful approach to 274 metagenomes collected from diverse freshwater habitats that spanned oxic and anoxic zones, sampling seasons, and latitudes. We demonstrate widespread and abundant distributions of planktonic Chlorobia -associated bacteria in hypolimnetic waters of stratified freshwater ecosystems and pinpoint nutrients that likely fuel their electron chains. Being photoautotrophs, these Chlorobia organisms also have the potential to serve as carbon sources that support metalimnetic and hypolimnetic food webs.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 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 ».