Évaluation des communautés procaryotes dans les profondeurs de l'Atlantique Sud-Ouest

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12782 (2023) Citer cet article

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Les pentes continentales peuvent jouer un rôle important dans la productivité marine et le cycle du carbone. Ces régions peuvent abriter des caractéristiques géologiques distinctes, telles que des diapirs et des marques de sel, dans lesquelles leurs dépressions peuvent servir de pièges à sédiments naturels où différents composés peuvent s'accumuler. Nous avons étudié les communautés procaryotes dans les sédiments de surface (0 à 2 cm) et souterrains (18 à 20 ou 22 à 24 cm) d'un champ de diapir salé et de pockmark dans le bassin de Santos, dans le sud-ouest de l'océan Atlantique. Le métabarcodage de 16 échantillons a révélé que les sédiments de surface étaient dominés par la classe archéenne Nitrososphaeria, tandis que la classe bactérienne Dehalococcoidia était la plus répandue dans les échantillons souterrains. Les strates sédimentaires se sont révélées être un facteur important expliquant 27 % de la variabilité de la composition des communautés. Cependant, aucune différence significative n’a été observée entre les caractéristiques géomorphologiques. Nous avons également effectué une analyse métagénomique de trois échantillons de surface et analysé le génome assemblé par métagénome de la plus haute qualité récupéré, qui appartenait à la famille CSP1-5, phylum Méthylomirabilota. Ce méthylotrophe non méthanotrophe contient des gènes codant pour l'oxydation du méthanol et les voies du cycle de Calvin, ainsi que diverses fonctions qui peuvent contribuer à son adaptation aux habitats des grands fonds et aux conditions environnementales oscillantes. En intégrant des approches métabarcoding et métagénomique, nous avons signalé que CSP1–5 est répandu dans les échantillons de sédiments du versant du bassin de Santos, indiquant l'importance potentielle du métabolisme du méthanol dans cette région. Enfin, en utilisant une approche phylogénétique intégrant les séquences d'ARNr 16S attribuées à Méthylomirabilota dans cette étude avec celles d'une base de données publique, nous avons fait valoir que les séquences publiques CSP1–5 pourraient être classées à tort comme Méthylomirabilaceae (le clade méthanotrophique) et, par conséquent, le rôle de ces organismes. et le cycle du méthanol pourrait également être négligé dans d’autres environnements.

Les marges continentales sont des environnements complexes et uniques qui interconnectent les processus terrestres et marins, jouant un rôle important dans les cycles biogéochimiques du carbone et de l'azote1. Bien que les plateaux et talus continentaux ne représentent que 20 % de la superficie océanique, ces régions peuvent représenter jusqu’à 50 % de la productivité marine2,3. La minéralisation de la matière organique dans ces zones se produit à un rythme beaucoup plus rapide que celle qui se produit dans les sédiments de haute mer, permettant aux nutriments régénérés de revenir rapidement à leurs cycles naturels4,5. Les pentes continentales comportent souvent un large éventail de caractéristiques physiques et géologiques qui peuvent affecter la distribution des nutriments et, par conséquent, la biodiversité6. Cette variabilité est particulièrement importante pour les communautés microbiennes benthiques, connues pour réagir aux changements dans la disponibilité des nutriments et dans le type de substrat carboné7. Les processus microbiens étant essentiels à la biogéochimie des océans et à la minéralisation de la matière organique5, il est crucial de comprendre leurs rôles dans les cycles locaux et régionaux du carbone.

Le bassin de Santos (SB) est un bassin marginal situé sur la marge sud-ouest de l'Atlantique. Dans cette région, le talus continental supérieur à moyen présente une forte pente et est marqué par de nombreuses caractéristiques du fond marin à l'échelle kilométrique, notamment des pockmarks et des diapirs de sel exhumés8,9. Les marques sont des dépressions en forme de cratère formées par la libération soudaine de fluide (principalement du méthane) sous forme de gaz ou de liquide à la surface10,11. Dans le bassin de Santos, l’expulsion des fluides est facilitée par le déplacement de grands volumes de sel, affaiblissant les couches sédimentaires supérieures9. En raison des forces gravitationnelles, ces masses de sel présentent un mouvement vertical (diapir), qui peut ou non être exposé à la surface sédimentaire marine8,12. Le champ de pockmarks sur le talus continental SB contiendrait plus de neuf cents dépressions liées à cette caractéristique géologique et des diapirs de sel. Bien que l’on pense que la majorité des piqûres dans cette zone ne s’infiltrent pas activement de gaz, les données acoustiques et les indicateurs métalliques suggèrent la présence d’activités d’infiltration récentes ou sous-récentes dans certaines des piqûres9,13,14,15,16. En outre, les caractéristiques uniques du fond marin dans cette zone peuvent fournir une myriade d’habitats pour des communautés microbiennes diverses mais encore peu explorées17.