Open Access
The ISME Journal
蓝藻絮凝作为防御细菌捕食的手段
Shylaja N Mohandass, Alice C Z Collins, Fabian D Conradi et al.
摘要
Many cyanobacteria are capable of flocculation: the formation of floating linked assemblages of many thousands of cells. Flocculation is a highly regulated process requiring both type IV pilus activity and extracellular polysaccharide production. Under laboratory conditions, flocculation often slows culture growth, and its physiological advantages remain unclear. Here, we determine whether flocculation can serve as a method of defence against bacterial predation. Using the unicellular cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803,我们表明,絮凝是由暴露于“外来”细菌的活细胞强烈触发的,包括无处不在的机会性病原体铜绿假单胞菌,其栖息地与集胞藻的栖息地重叠。已建立的铜绿假单胞菌毒力库包括通过细菌间竞争竞争资源和获取营养的细菌战系统。 Here, we establish the use of these strategies for direct predation, via the use of type VI secretion systems.铜绿假单胞菌与野生型集胞藻或非絮凝突变体共培养物的比较表明,集胞藻絮凝最大限度地减少了铜绿假单胞菌的生长和集胞藻的细胞裂解。这反过来又通过机械限制铜绿假单胞菌可以获取的光合产物来减少铜绿假单胞菌对集胞藻生长的影响。根据这些数据,我们提出铜绿假单胞菌的 VI 型分泌系统可用于捕食,而蓝藻絮凝的主要功能是防御微生物捕食。
Open Access
珊瑚鹿角珊瑚早期发育过程中的 microRNA 表达
Mila Grinblat, Arie Fridrich, Ira Cooke et al.
摘要
鹿角珊瑚属
。是印度-太平洋地区主要的珊瑚礁建造者,但也是对压力最敏感的珊瑚之一。由于这些原因,
鹿角珊瑚属
已成为研究最多的珊瑚,两个物种(
洋芋
和
千花蒿
)通常本质上是理解Refertina亚目和一般珊瑚的分子反应和过程的基础。这些物种的早期发育在形态和基因表达方面已得到很好的表征,但迄今为止我们对发育过程中转录如何调节的了解有限。在“高等”动物(两侧对称动物)中,microRNA (miRNA) 是基因表达的关键调节因子,但迄今为止,它们在珊瑚发育中的作用尚未得到研究。以现有的发展数据为基础
鹿角珊瑚属
.,我们对早期发育过程中表达的 microRNA (miRNA) 进行了编目
鹿角珊瑚
并分析了从未受精卵到用自然沉降线索(CCA 芯片)处理后 24 小时的 21 个阶段的表达情况。 157 个 miRNA 被识别,其中许多(~60%)是新的。它们分为三个不同的组,对应于三个不同的发育阶段:(1) 存在于卵中直至原肠胚形成的组;(2) 幼虫表达的组;(3) 定居诱导后表达的组。将有活性的幼虫暴露于自然沉降诱导剂中,10 分钟内导致 miRNA 谱发生重大变化,这表明 miRNA 在介导幼虫/息肉转变中可能特别重要,但除了在抗病性中可能发挥作用之外,还可能在整个早期珊瑚发育过程中发挥重要的调节作用。
Journal of Cleaner Production
人类活动导致水库内部和内部溶解有机物成分和特征的变化
Wenjing Zheng, Yan Chen, Junyao Lv et al.
水库是饮用水和农业供应的重要水源,其溶解有机物 (DOM) 受到人类活动强度的强烈影响。本研究采用三维激发发射矩阵光谱 (3D-EEM)、傅里叶变换回旋共振质谱 (FT-ICR MS) 和微生物组分析,探讨了人类活动对同一地区水库中 DOM 的组成和特征的影响……•引用:饮用水安全的改善和湖泊的未来挑战……
Open Access
FUDMA JOURNAL OF SCIENCES
尼日利亚三角洲州埃塞俄比亚河沿岸水生植物多样性、分布和群落结构
Esther Kadiene, Daniel Biaoku, Favour Akponine et al.
水生植物是淡水生态系统的重要组成部分,有助于生物多样性保护、栖息地提供、养分循环和生态系统功能。本研究评估了尼日利亚三角洲州埃塞俄比亚河沿岸水生植物的多样性、分布和群落结构。使用 0.5 × 0.5 m 样方对 10 个采样站进行了调查,并辅以浮潜和自由潜水观测以记录水下植被。原位测量物理化学参数,使用多样性指数估计水生大型植物丰度。研究区域内发现了大约 22 个类群。睡莲属是最具代表性的类群,而睡莲属 (Maroon Morph) 是分布最广泛的分类单元,在所有采样站都有出现 (100%)。物种丰富度从沙比利的 2 个类群到奥里亚的 17 个类群不等。香农多样性 (H') 的范围为沙比利 (Sapele) 的 0.524 到奥里亚 (Oria) 的 2.595,而辛普森多样性 (1 − D) 的范围为 0.340 到 0.938。均匀度值普遍较高(0.755-1.000),表明大多数站点的物种分布相对平衡。阿布拉卡轴和奥里亚内的站点支持最高的多样性和植被覆盖,而沙比利则表现出较低的丰富度和多样性。大型植物分布和多样性的变化似乎与栖息地特征、水文条件和人为干扰水平(包括疏浚、农业、废物处理和娱乐活动)的差异相对应。研究结果表明,埃塞俄比亚河支持着相对多样化的水生植物群落,其组成和分布具有相当大的空间变化。这项研究提供了基线生态信息,将有助于生物多样性保护、生态系统管理和监测。
Open Access
Marine Biology
超越潜水形状:精细垂直运动的识别揭示了追逐潜水海鸟的潜水行为结构
Astrid Dedieu, Mark Jessopp, Sam L. Cox
摘要
了解潜水掠食者如何在动态海洋环境中捕食猎物,可以深入了解它们的觅食策略、能量权衡以及适应不断变化的条件的能力。虽然传统的潜水形状分类提供了有价值的粗略见解,但潜水中嵌入的精细行为,例如遇到猎物/捕获尝试,可能会被忽视。我们使用部署在大西洋海雀上的时间深度记录器 (TDR)(
北极小蕨
)于 2021 年至 2025 年间在爱尔兰凯里郡的斯凯利格迈克尔岛(北纬 51.7707°,西经 10.5405°)检测潜水中的细小垂直波动(“摆动”),作为捕获猎物尝试的代理。我们使用断棍模型将潜水分为多个部分,并构建了一个自定义函数来识别分段内的摆动。不同潜水阶段的摆动发生率存在显着差异(
p
< 0.001)。摆动在上升和底部阶段最为频繁。尽管下降占潜水时间的 30.3%,但在下降阶段发生的摆动次数不到 10%。我们的研究结果表明,海雀与其他追逐潜水的掠食者一样,不仅在水底阶段觅食,而且在浮出水面时也广泛觅食。更广泛地说,断棍分割与摆动检测的集成提供了一个简单的、可转移的框架,用于量化追逐潜水捕食者的猎物捕获尝试。这种方法增强了 TDR 数据的推断,并有助于比较了解潜水捕食者如何在潜水期间分配觅食工作。
东北亚保护区的硅藻作为地理和气候因素梯度的指标
VA Gabyshev, S Barinova, SI Genkal, EM Gabyshev…
东北亚幅员辽阔,涵盖多种自然和气候带,从北极苔原到针叶林,其中大部分位于永久冻土带内。这项对区域硅藻群落的研究有助于确定一些重要的模式和……
Open Access
ISME Communications
宏转录组学揭示了亲潮水域中下沉颗粒微生物群的原生生物和病毒代谢重编程
Qingwei Yang, Hisashi Endo, Yanhui Yang et al.
摘要
原生生物和病毒通过聚集和降解有机碳在生物碳泵中发挥着至关重要的作用。然而,活跃谱系的身份及其在下沉颗粒内的代谢活动仍然知之甚少。在这里,我们研究了亲潮地区海洋捕雪机收集的下沉颗粒和悬浮颗粒中原生生物和病毒的转录动态。我们发现了分类单元特异性的代谢变化,下沉颗粒显示出大量来自纤毛虫、甲藻和病毒的上调转录本,而悬浮颗粒则显示来自附着藻和叶绿藻的转录本。硅藻对颗粒类型表现出物种特异性反应:Minidiscus variabilis 上调了悬浮颗粒中的更多基因,而大型链形成轮状海链藻 (Thalassiosira rotula) 则过度表达了下沉颗粒中的基因。基因共表达网络分析表明,包括链形成物种在内的硅藻Thalassiosira和Chaetoceros构成了与POC和PON通量正相关的共表达模块,而富含小型浮游植物(例如Minidiscus、haptophytes和叶绿藻)的共表达模块则与这些通量负相关。以纤毛虫、甲藻和与下沉颗粒相关的病毒为主的模块与 POC 和 PON 通量负相关,这意味着它们对下沉生物的消耗和裂解可以减少垂直出口。一致的是,诸如Karlodinium veneficum和Karenia brevis等甲藻物种表现出参与碳降解途径的功能基因的富集。总的来说,我们的研究结果强调了特定浮游生物和病毒谱系的重要性及其在下沉颗粒聚集和降解过程中的功能。
Freshwater Biology
超富营养化湖泊营养物减少后,浮游植物向丝状蓝藻转变
Barry Husk, Paul Julian, Dana F. Simon et al.
摘要
浮游植物群落对农业流域养分管理干预措施的反应仍然知之甚少,特别是在功能群转变方面。 Petit-lac-Saint-François 是一个北温带超富营养化湖泊,从 2011 年开始实施了农业营养缓解措施,为研究长期生态变化提供了机会。本研究评估了 10 年期间(2011 年至 2020 年)的浮游植物群落动态,以确定营养物减少如何影响分类组成、蓝藻功能群和生态状况转变。
分析了季节性和年度浮游植物生物量、纲水平组成和蓝藻功能特征,并进行了序列分析
t
‐政权转变的测试分析用于识别转变。营养成分(TKN、TN、NH
4
+
、PP、DOP、DP、TP)和化学计量比(TN:TP)是相对于生态转型日期(2014 年 8 月和 2017 年 8 月)进行评估的。
蓝藻在群落中占主导地位(占年生物量的88.6%),夏季(91.6%)和冬季(8.6%)之间具有强烈的季节对比。尽管总体类别组成保持稳定,但蓝藻内部发生了实质性重组。具有固氮能力的类群急剧增加,其丰度比例从0.28变化到0.71(2017年8月),然后再变化到0.89(2018年6月)。 2014年8月后物种丰富度增加了50.8%,而均匀度下降了26.0%。殖民地风格
微囊藻属
(2015 年之前为 42.8%)被丝状取代
长子草属
(2015 年后为 45.2%)。溶解营养成分(DP、DOP)在最初的群落重组(2014年)期间下降,而颗粒成分(PP、TP)和TN:TP比率在后期形态转变(2017年)期间发生变化。
浮游植物群落对营养管理干预措施迅速做出反应,特别是通过蓝藻内的功能重组。然而,蓝藻优势的持续存在和固氮丝状类群的兴起表明,湖泊的全面恢复需要的措施不仅仅是减少养分。
这项研究对营养管理行为如何影响超富营养化湖泊中的蓝藻功能结构提供了罕见的长期评估。通过将特定的营养成分与不同的生态转变点联系起来,它阐明了溶解和颗粒营养物质如何与群落变化的不同阶段相关。这些结果加深了对蓝藻对营养状况变化的反应的理解,并为在农业压力下管理富营养化湖泊提供了广泛适用的见解。
Open Access
Freshwater Biology
解释大型湖泊鱼类营养过程的空间变化:生态区方法
Benjamin L. Hlina, Aaron T. Fisk, Brent W. Metcalfe et al.
摘要
50多年来,安大略湖经历了持续的生态变化。这些变化的原因和后果仅被部分了解。现有的监测和管理计划收集全湖数据并提供有关全湖过程的结果和建议,可能忽略了区域重要的动态。
我们提出了一个框架,重点评估食物网结构的区域动态,根据多种非生物特性(水深、热结构、支流影响、营养状态和人为影响)将一个大湖泊划分为六个较小的生态区域(即生态区域)。为了评估这种生态区方法,我们研究了营养位置的差异(δ
15
N)、碳源(δ
13
C)、资源划分(同位素生态位大小)和圆虾虎鱼的群落指标(
黑口新戈比鱼
), 阿勒夫 (
拟哈伦鱼
)和湖鳟鱼(
红点鲑
)于 2009 年至 2014 年和 2018 年期间在安大略湖采样。
我们观察到,尽管这三个物种具有不同的营养作用并使用不同的碳途径,但它们对水深测量、营养水平和热动力学差异的反应相似,导致生态区内的差异大于生态区内的差异。在营养负荷较高的生态区中,与养分负荷较低的生态区 (4.1±0.2) 相比,圆形虾虎鱼的营养位置估计值较低 (3.2±0.1)。而红鳟鱼 (3.1–3.7) 和湖鳟鱼 (4.4–5.2) 的营养位置在生态区中遵循相似的模式,表明这些物种对湖内非生物变化的反应相似。使用 δ 导出大生境利用
13
C 要么是底栖的(
α
< 0.70) 或远洋 (
α
> 0.30)对于生态区中营养负荷较高且水深异质性较低的所有三个物种。来自营养负荷较低和水深异质性较高的生态区的鱼类使用底栖和远洋碳源的混合,具有较高的营养位置和较小的同位素生态位,从而导致营养冗余较少。
这项研究表明,安大略湖的食物网在更加离散的异质空间单元(即生态区)中运行,而不是在单一的大型同质混合物中运行。我们的研究开发和部署的生态区域空间框架提供了支持区域资源决策(即流域和渔业)的特异性,并减少了全湖方法造成的偏差。
Open Access
Aquatic Sciences
土地利用影响美国沿海关键区域网络中溶解的有机物成分
Aleksandar I. Goranov, Elizabeth V. Whitney, Brian R. Moyer et al.
摘要
沿海流域是高产的生物地球化学系统,支持强劲的沿海渔业并对海洋初级生产总量做出了重大贡献。这些生态系统由民用基础设施、农场、森林和沼泽组成,其多样性反映在溶解有机物 (DOM) 的数量和质量上。在这里,我们评估了农业对美国关键区域网络中毗邻森林和农场的六个沿海潮汐小溪地表水 DOM 的影响。使用电喷雾电离-傅里叶变换-离子回旋共振-质谱的分子指纹分析表明,受农场影响的 DOM 富含含氮、硫和磷的化合物。铵浓度[NH
4
+
] 与可能包含 NH 的含氮分子式显着相关
3
加合物,表明 NH
4
+
(例如,来自肥料)可以通过双电子化学反应途径(例如迈克尔加成)、单电子反应(例如芬顿氧化)或生物途径掺入 DOM。这建议使用 [NH
4
+
] 测量作为参数化农业对沿海环境影响的潜在方法。总的来说,这些结果为美国关键区域网络未来关于土地和水如何相互作用的研究奠定了基础。更广泛地说,我们的 DOM 分子指纹图谱证实了全球对受农场影响的淡水 DOM 中氮、硫和磷浓度升高的观察结果,表明农业活动(例如每年施肥)也会影响高盐度和 pH 值的沿海环境中的 DOM 组成。
Open Access
Ecology and Evolution
底栖微藻对变暖和盐度的反应比浮游动物更强烈
Leena Virta, Jonna Engström‐Öst
摘要
气温升高的影响在高纬度地区尤为明显,那里的变暖速度快于全球平均水平。目前尚不清楚变暖和其他同时发生的压力因素将如何影响营养级的功能。为了研究温度升高和盐度降低对波罗的海底栖硅藻和浮游动物多样性、功能性状和生物量的影响,我们进行了室内中生态实验。我们假设较高营养级(即浮游动物)比较低营养级(即底栖硅藻)更容易受到气候变化的影响,因为底栖硅藻通常具有较高的物种丰富度,从而促进了高恢复力和功能冗余。我们还假设,当受到变暖和盐度降低时,两个营养级的多样性和生物量都会下降。研究生物体受到环境温度和+5°C变暖以及五种盐度处理(目标盐度水平在3至7之间)的影响。主要结果表明,变暖影响了两个类群的多样性,因为变暖降低了底栖硅藻的物种和性状多样性,但增加了浮游动物的物种和性状多样性。变暖和盐度降低的相互作用对底栖硅藻有显着影响。没有发现盐度对浮游动物有影响。我们的结果强调了多种压力因素对水生群落的影响,但并不支持我们的假设,即变暖和盐度降低对更高营养水平的影响更强。这可能是由于波罗的海浮游动物很好地适应了该地区存在的盐度,而盐度 ~5 是底栖硅藻的阈值。
Applied Soil Ecology
土壤多营养网络复杂性和群落稳定性共同预测油松人工林时序的生态系统多功能性
Jinghua Huang, Jing Zhang, Huiting Wu et al.
准确预测生态系统多功能性(EMF)对于人工林循证管理至关重要。虽然土壤生物多样性经常被用作预测因子,但新兴多营养群落的相对预测能力……
Journal of Geophysical Research: Biogeosciences
河流颗粒有机物输出到邻近的沿海海洋:对高产沿海上升流区域海洋浮游动物的影响
Alexander Galán, Marcus Sobarzo, Gonzalo S. Saldías et al.
摘要
河流有机质强烈影响东部边界上升流系统的生产力和生物地球化学循环,增强微生物活动以及超出自然上升流输入的碳和养分循环。 To assess the impact of riverine organic matter from the Biobío River on particulate organic carbon (POC) and the carbon biomass of higher trophic levels (zooplankton) in the adjacent coastal upwelling area off Central Chile, we conducted a year‐long study (November 2009 to November 2010).我们的研究包括对土地利用、水文数据、养分、色素、POC 和氮的分析,并结合地球化学示踪剂(即碳和氮同位素以及脂肪酸)。结果表明,养分和颗粒有机物 (POM) 通量(包括浮游植物生物量)在降雨量和河流流量最大期间(冬季和春季)达到峰值。 δ 明显富集
13
上升流季节从河流到海洋的 C-POC 表明,沿海地区的 POM 中本土生产占主导地位。 On average, terrestrial‐originated material contributed 25% to the marine POC during spring, increasing to 73% in winter, when freshwater discharge was highest.脂肪酸分析显示,河口附近陆地碳的贡献较高,浮游动物吸收了 30%–40% 的碳,主要是在冬季。这些发现表明,陆地碳通过淡水浮游植物、陆地 POC 或微生物循环进入食物网。鉴于气候变化对水文和上升流的影响,需要进一步研究来评估河流碳对东部边界上升流系统沿海生产力和食物网的长期影响。
Applied Geochemistry
水文地球化学和溶解有机物作为补给、流动路径和放电过程的支持示踪剂……
P.G. Schroeter, F. Bécher Quinodóz, E. Arbeloa et al.
本研究评估了溶解有机物 (DOM) 作为阿根廷科尔多瓦南部河流-风成系统中水文地质过程示踪剂的作用,将光学 DOM 特性与水化学相结合。地下水来自……
Open Access
Hydrobiologia
鸟枪法宏基因组学揭示了意大利中部一个大型浅湖中蓝藻群落的新特征
Nico Salmaso, Leonardo Cerasino, Margherita Di Brizio et al.
摘要
本研究旨在通过鸟枪法宏基因组分析,揭示意大利中部大型浅层中富营养湖(特拉西梅诺湖)蓝藻群落的分类结构和功能潜力。样本的宏基因组分析可以表征细菌群落的结构,还包括在连续的组装和装箱步骤中通过宏基因组组装基因组(MAG)的测定未检测到的稀有物种的鉴定。 MAG 的分类学鉴定基于基因组相似性指标(平均核苷酸和氨基酸同一性值;ANI、AAI)的计算和系统发育分析,证实了先前在监测活动期间鉴定出的几种蓝细菌的存在,并鉴定了地中海地区新的分类群,例如
荷兰原绿丝菌
以及一个无特征的
原绿丝菌
。基因组注释
原绿丝菌
MAG 与含氧、非固氮、叶绿素一致
乙
-产生光合作用的蓝细菌。蓝藻 MAG 的注释并未揭示编码蓝藻毒素的操纵子的存在。根据保守分析,抗菌素耐药基因(ARG)的存在仅在
霍乱弧菌
(肠杆菌目)和一些未分类的重叠群中,证实了 ARG 在淡水环境中传播的全球相关性。
Bioresource Technology
对藻类-细菌颗粒污泥形成过程中微生物聚集、营养合作和基因组适应的纵向转录组学见解
Huiyuan Qi, Chujin Ruan, Mengting Maggie Yuan et al.
藻菌颗粒污泥(ABGS)等微生物聚集体依靠紧密协调的微生物相互作用来维持结构稳定性和功能性能。尽管光养生物共组装具有重要意义,但……此消息是由 Google 学术搜索发送的,因为您正在关注与 Erik Jeppesen 的研究相关的新文章。取消提醒
Open Access
可再生电力的特定设施温室气体足迹
Louise Christine Dammeier
许多研究量化了风能、太阳能和水力发电的温室气体足迹。然而,尚未在更大的空间尺度上将空间、时间和技术变化整合到一项评估中。这种评估增加了价值,因为它使政策制定者和开发商能够轻松评估同一地点的不同技术或多个地点的相同技术之间的温室气体绩效差异。此外,与其他(不可)可再生电力来源的比较可以确定每个地点在温室气体减排方面可以获得多少收益。本论文旨在通过开发模型,使用一组关键的技术和气象变量,轻松计算设施层面最重要的非生物质可再生电力的温室气体足迹,为此类评估提供基础。
Open Access
People and Nature
互惠关系塑造文化景观:Ait Bouguemez 妇女的环境管理工作(摩洛哥高阿特拉斯)
Meryem Aakairi, Sara Elgadi, Hamza Zine et al.
摘要
山区社会生态系统包含陡峭的生态梯度和多样化的文化习俗,但这些因素在塑造山区景观中的相对作用仍未得到充分探索。特别是,女性在共同创造生物文化景观方面的知识和实践往往在学术文献中不可见。在艾特布格麦斯山谷(摩洛哥高阿特拉斯),我们研究了阿马齐格女性如何看待、定义和管理
民族栖息地
,农林牧景观中具有文化和生态意义的单位。
这项研究采用了彻底的跨学科和参与性方法,整合了生态学和人种学方法及数据,并与当地妇女合作进行。通过 4 个月的参与观察、与山谷沿岸 3 个村庄的 80 名阿马齐格妇女进行的 6 次焦点小组讨论以及对艾特布格麦斯山谷 3 个村庄的 12 个民族栖息地的 48 次植被调查来收集数据。
我们表明,妇女根据日常实践中嵌入的护理、管理和资源使用的关系价值观和集体实践对民族栖息地进行分类,这些实践通过季节性放牧规则、薪材治理、药用植物使用和与当地治理系统相关的定期关闭来表达。妇女们确定了 68 种管理实践——从调节放牧和保持土壤肥力到管理水流和进行与不同民族栖息地相关的仪式实践——这些实践共同产生了生物文化多样性的动态镶嵌,积极塑造生态模式,同时加强共同的社会规范。生态分析表明,这些民族栖息地的植物区系组成不仅随海拔和土壤条件等物理梯度的变化而变化,而且还随习惯管理制度的不同而变化。
我们的实证研究结果表明,女性的实践共同产生了生物文化多样性的动态镶嵌。该案例推进了关于生物多样性文化驱动因素重要性的理论辩论,并强调了采取生物文化方法并整合管理性别维度的保护和可持续转型政策的必要性。
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Egyptian Journal of Aquatic Biology and Fisheries
印度尼西亚廖内提尔塔湖浮游生物群落多样性及其与理化水质的关系:对热带湖泊管理的影响
Frita Kusuma Wardhani, Subeno Subeno, Rendy Enggar Suwandi et al.
小型热带淡水湖泊越来越容易受到周围集水区营养富集的影响,这可能会改变浮游生物群落结构和营养状况。本研究分析了印度尼西亚廖内省提尔塔湖浮游生物多样性与理化水质之间的关系。对六个监测站的水样进行了关键物理化学参数和浮游生物成分的检查,并根据印度尼西亚水质标准进行了评估(政府……•引用:浅湖环境变暖:潜在的审查……