Densely populated biofilms and linked iron and sulfur cycles in the fractured-rock continental subsurface
Notice bibliographique
Résumé
The deep continental biosphere is supported by chemolithoautotrophy and depends on rock-derived substrates for energy. The majority of microorganisms in these crustal environments are likely attached to mineral surfaces within rock fractures, making characterization of deep life challenging. To better understand both biogeochemical cycling and mineral-hosted microbial communities in the deep subsurface, we characterized naturally occurring mineral particulate and associated biomass collected from boreholes drilled into a 2.7 Ga banded iron formation within the southern Canadian Shield. Particulate mineralogy was characterized via X-ray diffraction and Fe X-ray absorption near edge structure (XANES) spectroscopy. The particulate in one borehole was identified as a mixture of hematite and quartz, while the other borehole contained a mixture of the iron sulfides mackinawite and greigite, suggesting an active sulfur cycle mediated by microbial activity. Carbon associated with the particulate was imaged via scanning transmission X-ray microscopy and characterized via C XANES spectroscopy. In both boreholes, the particulate was colonized by microbial cells; many samples contained abundant biofilm. The cells and biofilm were chemically distinct, with the C XANES spectra for the cells consisting primarily of a protein-like signal and the biofilm resembling a mixture of protein, saccharide, and lipid. In the borehole containing the sulfidic particulate, the abundance of cells and biofilm increased with sample depth. Mineral particulate found in boreholes, whether forming in situ or as a result of drilling and weathering, are a valuable way to access the deep subsurface without the contamination and disturbance caused by drilling new cores. To better understand the microbial community composition and function associated with the particulate-biofilm aggregates and surrounding groundwater, filtered-water and particulate samples were characterized via shotgun metagenomic sequencing. Metagenomic analyses showed that while microbial communities were distinct between boreholes, all communities contained the genetic potential for the oxidation and reduction of a variety of sulfur phases. This suggests that the biogeochemical cycling of S, potentially connected to Fe cycling in this iron-rich habitat, could be fueling life in deep crustal environments.
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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 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».