Le cellule microbiche si trovano in abbondanza nei sedimenti marini sotto l'oceano e costituiscono una quantità significativa della biomassa microbica totale del pianeta. Microbi trovati più in profondità nell'oceano, come nelle infiltrazioni di idrocarburi, di solito si ritiene che abbiano tassi di rotazione della popolazione lenti e basse quantità di energia disponibile, dove più in basso si trova un microbo, meno energia ha a disposizione.

Un nuovo studio pubblicato su una collaborazione con l'Università del Delaware e la ExxonMobil Research and Engineering mostra che forse le comunità microbiche trovate più in profondità nei sedimenti del fondo marino all'interno e intorno ai siti di infiltrazioni di idrocarburi hanno più energia disponibile e tassi di rotazione della popolazione più elevati di quanto si pensasse in precedenza.

Utilizzando campioni di sedimenti raccolti dai ricercatori della ExxonMobil, La professoressa UD Jennifer Biddle e il suo gruppo di laboratorio, tra cui Rui Zhao, un ricercatore post-dottorato che è il primo autore dell'articolo; Kristin Yoshimura, che ha ricevuto il suo dottorato da UD; e Glenn Christman, un bioinformatico—ha lavorato a uno studio in collaborazione con Zara Summers, un microbiologo della ExxonMobil. Lo studio, recentemente pubblicato in Rapporti scientifici , esamina come le dinamiche microbiche sono influenzate dai siti di infiltrazione di idrocarburi nel Golfo del Messico.

Biddle e i suoi membri del laboratorio hanno ricevuto i sedimenti congelati, raccolti durante una crociera di ricerca, da ExxonMobil e poi ha estratto il DNA e lo ha sequenziato al Delaware Biotechnology Institute (DBI).

I campioni studiati dal gruppo di laboratorio di Biddle erano quelli raccolti da infiltrazioni di idrocarburi più profonde che di solito vengono ignorate.

"La maggior parte delle persone guarda solo il paio di centimetri più in alto di sedimento a un'infiltrazione, ma questo in realtà stava guardando 10-15 centimetri più in basso, ", ha affermato il professore associato di Biddle presso la School of Marine Science and Policy del College of Earth dell'UD, Oceano e ambiente. "Abbiamo quindi confrontato le aree di infiltrazione con le aree non di infiltrazione, e l'ambiente sembrava davvero diverso."

Dentro l'infiltrazione, i microbi potenzialmente conducono un digiuno, vita meno efficiente mentre si è fuori dalle infiltrazioni, i microbi conducono una vita più lenta ma più efficiente. Questo potrebbe essere attribuito a quali fonti di energia sono disponibili nel loro ambiente.

"Comprendere l'ecologia microbica delle acque profonde è una parte importante della comprensione delle comunità incentrate sugli idrocarburi, " ha detto Summers.

Biddle ha detto che i microbi sono sempre limitati da qualcosa nell'ambiente, come come in questo momento durante la quarantena, siamo limitati dalla quantità di carta igienica disponibile. "Fuori dalla fogna, i microbi sono probabilmente limitati dal carbonio, mentre all'interno dell'infiltrazione, i microbi sono limitati dall'azoto, " ha detto Biddle.

Mentre i microbi trovati all'interno della filtrazione sembrano correre per produrre più azoto per stare al passo e crescere con i loro compagni microbi, fuori dalla fogna, i ricercatori hanno trovato un equilibrio di carbonio e azoto, con l'azoto effettivamente utilizzato dai microbi come fonte di energia.

"Generalmente, non pensiamo che l'azoto venga utilizzato per produrre energia. È usato per fare molecole, ma qualcosa che mi ha colpito è stato pensare all'azoto come fonte di energia significativa, " ha detto Biddle.

Questa differenza tra i microbi trovati all'interno delle infiltrazioni e quelli trovati all'esterno delle infiltrazioni potrebbe potenzialmente rispecchiare il modo in cui i microbi si comportano più in alto nella colonna d'acqua.

Precedenti ricerche sui microbi delle colonne d'acqua mostrano che ci sono diversi tipi di microbi:quelli che sono meno efficienti e conducono uno stile di vita più basato sulla competizione in cui non usano ogni singola molecola come potrebbero e quelli che sono veramente snelli, non sprecano nulla e sono super efficienti.

"Mi chiedo se i microbi che vivono in queste infiltrazioni siano potenzialmente dispendiosi e siano in rapida crescita, ma sono meno efficienti e gli organismi al di fuori delle infiltrazioni sono un organismo molto diverso dove sono molto più efficienti e in modo più snello, " disse Biddle, la cui squadra ha proposto di tornare in mare per indagare ulteriormente. "Vogliamo esaminare queste dinamiche per determinare se è ancora vero che c'è veloce, vita meno efficiente all'interno della filtrazione e quindi più lenta, vita molto più efficiente al di fuori della filtrazione."

Inoltre, Biddle said this research showed that the deeper sediments in the seepages are most likely heavily impacted by the material coming up from the bottom, which means that the seep could be supporting a larger amount of biomass than previously thought.

"We often think about a seep supporting life like tube worms and the things that are at the expression of the sediment, but the fact that this could go for meters below them really changes the total biomass that the seep is supporting, " said Biddle. "One of the big implications for the seepage sites with regards to the influence of these fluids coming up is that we don't know how deep it goes in terms of how much it changes the impact of subsurface life."

Summers added that these are interesting insights "when considering oil reservoir connectivity to, and influence on, hydrocarbon seeps."