Novel Microbial Groups Drive Productivity in an Archean Iron Formation
Notice bibliographique
Résumé
Deep subsurface environments are decoupled from Earth’s surface processes yet diverse, active, and abundant microbial communities thrive in these isolated environments. Microbes inhabiting the deep biosphere face unique challenges such as electron donor/acceptor limitations, pore space/fracture network limitations, and isolation from other microbes within the formation. Of the few systems that have been characterized, it is apparent that nutrient limitations likely facilitate diverse microbe-microbe interactions (i.e., syntrophic, symbiotic, or parasitic) and that these interactions drive biogeochemical cycling of major elements. Here we describe microbial communities living in low temperature, chemically reduced brines at the Soudan Underground Mine State Park, United States. The Soudan Iron mine intersects a massive hematite formation at the southern extent of the Canadian Shield. Fractured rock aquifer brines continuously flow from exploratory boreholes drilled circa 1960 and are enriched in deuterium compared to the global meteoric values, indicating brines have had little contact with surface derived waters, and continually degas low molecular weight hydrocarbons C1-C4. Microbial enrichments suggest that once brines exit the boreholes, oxidation of the hydrocarbons occur. Amplicon sequencing show these borehole communities are low in diversity and dominated by Firmicute and Proteobacteria phyla. From the metagenome assemblies, we recovered approximately thirty genomes with estimated completion over 50%. Analysis of genome taxonomy generally followed the amplicon data, and highlights that several of the genomes represent novel families and genera. Metabolic reconstruction shows two carbon-fixation pathways were dominant, the Wood-Ljungdahl (acetogenesis) and Calvin-Benson-Bassham (via RuBisCo), indicating that inorganic carbon likely enters into the microbial foodweb with differing carbon fractionation potentials. Interestingly, methanogenesis is likely driven by Methanolobus and suggests cycling of methylated compounds and not H2/CO2 or acetate. Furthermore, the abundance of sulfate in brines suggests cryptic sulfur cycling may occur, as we detect possible sulfate reducing and thiosulfate oxidizing microorganisms. Finally, a majority of the microorganisms identified contain genes that would allow them to participate in several element cycles, highlighting that in these deep isolated systems metabolic flexibility may be an important life history trait.
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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 | 0,001 | 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) | 0,000 | 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 ».