Climate warming has direct and indirect effects on microbes associated with carbon cycling in northern lakes
Notice bibliographique
Résumé
Northern lakes disproportionately influence the global carbon cycle, and may do so more in the future depending on how their microbial communities respond to climate warming. Microbial communities can change because of the direct effects of climate warming on their metabolism and the indirect effects of climate warming on groundwater connectivity from thawing of surrounding permafrost, especially at lower landscape positions. Here we used shotgun metagenomics to compare the taxonomic and functional gene composition of sediment microbes in 19 peatland lakes across a 1600-km permafrost transect in boreal western Canada. We found microbes responded differently to the loss of regional permafrost cover than to increases in local groundwater connectivity. These results suggest that both the direct and indirect effects of climate warming, which were respectively associated with loss of permafrost and subsequent changes in groundwater connectivity interact to change microbial composition and function. Archaeal methanogens and genes involved in all major methanogenesis pathways were more abundant in warmer regions with less permafrost, but higher groundwater connectivity partly offset these effects. Bacterial community composition and methanotrophy genes did not vary with regional permafrost cover, and the latter changed similarly to methanogenesis with groundwater connectivity. Finally, we found an increase in sugar utilization genes in regions with less permafrost, which may further fuel methanogenesis. These results provide the microbial mechanism for observed increases in methane emissions associated with loss of permafrost cover in this region and suggest that future emissions will primarily be controlled by archaeal methanogens over methanotrophic bacteria as northern lakes warm. Our study more generally suggests that future predictions of aquatic carbon cycling will be improved by considering how climate warming exerts both direct effects associated with regional-scale permafrost thaw and indirect effects associated with local hydrology.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 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 ».