Ecosystem scale evidence for the contribution of vanadium-based nitrogenase to biological nitrogen fixation. 
Notice bibliographique
Résumé
Nitrogen is the primary limiting nutrient in high latitude ecosystems. Biological nitrogen fixation (BNF) by microorganisms associated with cryptogamic covers, such as cyanolichens and bryophytes, is an important source of new reactive nitrogen in pristine, high-latitude ecosystems. BNF is catalyzed by the enzyme nitrogenase, for which three isoforms have been described; the canonical molybdenum (Mo) nitrogenase which requires Mo in its active site and two alternative nitrogenases, the vanadium and iron-only nitrogenases. The low availability of Mo on land has been shown to limit BNF in many ecosystems from the tropical forest to the arctic tundra. Alternative nitrogenases have been suggested as viable alternatives to cope with Mo limitation of BNF, however, field data supporting this long-standing hypothesis have been lacking. Here, we elucidated the contribution of the vanadium nitrogenase to BNF by cyanolichens across a 600 km latitudinal transect in eastern Canadian boreal forests. We report a widespread activity of the vanadium nitrogenase which contributed between 15 to 50% of total BNF rates on all sites. Vanadium nitrogenase contribution to BNF was more robust in the northern part of the transect. Vanadium nitrogenase contribution to BNF also changed during the growing season, with a three-fold increase between the early (May) and late (September) growing season. By including the contribution of the vanadium nitrogenase to BNF, estimates of new N input by cyanolichens increase by up to 30%, a significant change in these low N input ecosystems. Finally, we found that Mo availability was the primary driver for the contribution of the vanadium nitrogenase to BNF with a Mo threshold of ~ 250 ng.glichen-1 for the onset of vanadium based BNF. This study on N2-fixing cyanolichens provides extensive field evidence, at an ecosystem scale, that vanadium-based nitrogenase greatly contributes to BNF when Mo availability is limited. The results showcase the resilience of BNF to micronutrient limitation and reveal a strong link between the biogeochemical cycle of macro- and micronutrients in terrestrial ecosystems. Given widespread findings of Mo limitation of BNF in terrestrial ecosystems, additional consideration of vanadium-based BNF is required in experimental and modeling studies of terrestrial biogeochemistry.
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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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».