Seasonal dynamics of methanotrophic bacteria in a boreal oil sands end-pit lake
Notice bibliographique
Résumé
Base Mine Lake (BML) is the first full-scale demonstration end pit lake for the oil sands mining industry in Canada. We examined aerobic methanotrophic bacteria over all seasons for five years in this dimictic lake. Methanotrophs comprised up to 58% of all bacterial reads in 16S rRNA gene amplicon sequencing analyses (median 2.8%), and up to 2.7 × 104 cells mL−1 of water (median 0.5 × 103) based on qPCR of pmoA genes. Methanotrophic activity and populations in the lake water were highest during fall turnover, and remained high through the winter ice-covered period into spring turnover. They declined during summer stratification, especially in the epilimnion. Three methanotroph genera (Methylobacter, Methylovulum, and Methyloparacoccus) cycled seasonally, based on both relative and absolute abundance measurements. Methylobacter and Methylovulum populations peaked in winter/spring, when methane oxidation activity was psychrophilic. Methyloparacoccus populations increased in the water column through summer and fall, when methane oxidation was mesophilic, and also predominated in the underlying tailings sediment. Other, less abundant genera grew primarily during summer, possibly due to distinct CH4/O2 microniches created during thermal stratification. These data are consistent with temporal and spatial niche differentiation based on temperature, CH4 and O2. This pit lake displays methane cycling and methanotroph population dynamics similar to natural boreal lakes. Importance statement: The study examined methanotrophic bacteria in an industrial end pit lake, combining molecular DNA methods (both quantitative and descriptive) with biogeochemical measurements. The lake was sampled over 5 years, in all four seasons, as often as weekly, and included sub-ice samples. The resulting multi-season and multi-year dataset is unique in its size and intensity, and allowed us to document clear and consistent seasonal patterns of growth and decline of three methanotroph genera (Methylobacter, Methylovulum, and Methyloparacoccus). Laboratory experiments suggested that one major control of this succession was niche partitioning based on temperature. The study helps to understand microbial dynamics in engineered end-pit lakes, but we propose that the dynamics are typical of boreal stratified lakes, and widely applicable in microbial ecology and limnology. Methane oxidising bacteria are important model organisms in microbial ecology, and have implications for global climate change.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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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 | 0,000 | 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) | 0,000 | 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.
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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 ».