Il-qiegħ tal-baħar globali huwa rikka fir-riżorsi tan-noduli polimetalliċi. Minħabba li huma sinjuri f'varjetà ta 'metalli strateġiċi, huma meqjusa bħala t-tip ta' depożiti ta 'qiegħ il-baħar bl-akbar potenzjal għall-iżvilupp illum. Dawn ir-riżorsi jinsabu prinċipalment fil-pjanuri abissali f'fond ta' ilma ta' 4,000 sa 6,000 metri, ġeneralment 'il bogħod mill-art u bi produttività baxxa ħafna. Matul l-aħħar nofs seklu, organizzazzjonijiet u timijiet xjentifiċi minn ħafna pajjiżi u reġjuni wettqu stħarriġ tal-impatt u studji sperimentali biex jimmonitorjaw u jivvalutaw l-impatt u l-irkupru ta 'organiżmi bentiċi, speċjalment organiżmi makrobentiċi, bi tweġiba għall-ħsara ambjentali li tista' tiġi kkawżata minn tħaffir fil-baħar fond. B'kuntrast, mikro-organiżmi li jgħixu fl-ambjent ta 'depożiti ta' noduli tal-metall huma sfidati minn kundizzjonijiet ambjentali estremi, bħal metalli tqal, oligotrofija, pressjoni għolja u temperatura baxxa, u saru ftit studji dwar il-mekkaniżmi ta 'adattament mikrobjali għall-ambjent ta' depożiti ta 'noduli tal-metall. , kif ukoll fuq id-diversità u l-kapaċità metabolika tagħhom.
L-impatt ambjentali tal-minjieri fil-baħar fond huwa suġġett ta 'tħassib kbir. Bħalissa, l-Awtorità Internazzjonali ta' Qiegħ il-Baħar (ISA) qed tippromwovi b'mod attiv Pjanijiet ta' Ġestjoni Ambjentali Reġjonali (REMPs). L-ewwel żona REMPs hija ż-żona Clarion-Clipperton Fracture Zone (CC Zone) fil-Lvant tal-Oċean Paċifiku, li għandha l-għan li tipproteġi l-bijodiversità u l-funzjonijiet tal-ekosistema fiż-żona fil-mira għall-minjieri tan-noduli tal-baħar fond fl-Oċean Paċifiku. L-Istitut tal-Oċeanografija tal-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża (IOCS), b'kollaborazzjoni mat-Tieni Istitut tal-Oċeanografija tal-Ministeru tar-Riżorsi Naturali (MNR) u l-Università Agrikola Huazhong (HUAU), studja sistematikament il-kapaċità tal-metaboliżmu tal-mikro-organiżmi fis-sedimenti tan-noduli tal-manganiż. fis-CCZ. Riċentement, ir-riżultati tar-riċerka rilevanti ġew ippubblikati f'Microbiome. L-istudju rikostruxxa 179 ġenoma ta 'kwalità għolja (MAG) u kkategorizzahom f'21 phyla batterjali u phylum archaeal wieħed permezz ta' sekwenzar fil-fond tal-makroġenomi ta 'kampjuni ta' sediment tan-noduli tal-manganiż. L-istudju solviet il-ġeni funzjonali tal-MAGs u ppreżenta evidenza għar-rwol ta 'mikro-organiżmi differenti fiċ-ċikli tal-metall, tal-karbonju, tan-nitroġenu u tal-kubrit. L-istudju jista 'jipprovdi appoġġ xjentifiku importanti għall-pjan ta' ġestjoni ambjentali reġjonali tal-Awtorità Internazzjonali ta 'qiegħ il-baħar u l-iżvilupp tar-riżorsi tan-noduli polimetalliċi nazzjonali u r-rimedju ambjentali.
L-istudju juri li mikro-organiżmi awtotrofiċi eterotrofiċi u kimoenerġetiċi evolvew mekkaniżmi ta’ reżistenza għal metalli tqal f’dawn l-ambjenti sedimentarji rikki fil-metall, prinċipalment permezz ta’ redox tal-metall ikkatalizzat bl-enżimi (manganiż, kromju u merkurju), trasport tal-metall medjat mill-proteini tal-membrana (ċomb). ), u interazzjonijiet sinerġistiċi tat-tnejn li huma (arseniku u ram). Il-ħadid u l-manganiż huma ż-żewġ metalli l-aktar abbundanti fl-ambjenti tas-sediment; ħadid jista 'jintuża minn mikro-organiżmi bħala aċċettatur ta' elettroni extraċellulari fil-katina tat-trasport ta 'elettroni fil-forma ta' Fe(III), u mikro-organiżmi li jossidaw il-manganiż jossidaw il-manganiż (II) prinċipalment għal manganiż (III) jew manganiż (IV), b'inqas trasport. ta' joni tal-manganiż. Dan jenfasizza l-importanza ta 'din ir-reazzjoni ta' ossidazzjoni għall-mikro-organiżmi biex iżommu s-sopravivenza f'sistemi limitati mill-enerġija. Ħames mikro-organiżmi awtotrofiċi kimoenergetiċi li jappartjenu għall-phylum Thaumarchaeota jew il-phylum Nitrospirota instabu li għandhom kapaċità potenzjali ta 'ossidazzjoni tal-manganiż. U l-iskoperta ta 'numru kbir ta' ġeni tal-metall oxidoreductase, inklużi Mn(II) oxidase, Fe(III) reductase, Cr(IV) reductase, As(III) oxidase, u Hg(II) reductase, tipprovdi riżors ġenetiku importanti għal applikazzjonijiet potenzjali fil-bijorimedjazzjoni tal-metall tqil.
Instab li minbarra l-ossiġnu u l-Fe(III), il-mikro-organiżmi prinċipalment jużaw in-nitrat bħala aċċettatur tal-elettroni biex jiksbu enerġija permezz tal-ossidazzjoni tal-metall u komposti tal-kubrit. In-nitrat huwa l-aktar imnaqqas għal ossidu nitriku u mormi fl-ilma baħar. Barra minn hekk, mikro-organiżmi b'diversi carbohydrases (CAZymes) ma wrewx abbundanza komunitarja ogħla. Analiżi funzjonali tal-mikro-organiżmi dominanti fl-istudju wriet li ġarrew proporzjon ogħla ta 'ġeni funzjonali relatati mal-metaboliżmu tal-metall, nitroġenu u kubrit, filwaqt li CAZymes kienu aktar baxxi. Għalhekk, l-użu ta 'nutrijenti inorganiċi (aktar milli metaboliżmu ta' nutrijenti organiċi) għall-enerġija permezz ta 'reazzjonijiet redox hija l-istrateġija adattiva ewlenija għall-mikro-organiżmi biex iżommu s-sopravivenza tagħhom fis-sedimenti tan-noduli tal-manganiż. Ibbażat fuq l-istudju ta 'hawn fuq, ir-riċerkaturi pproponew mudell ta' ekoloġija mikrobjali f'sedimenti ta 'żoni tan-noduli tal-manganiż.
Ix-xogħol ta 'riċerka kien appoġġjat mill-Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza Naturali taċ-Ċina u l-Programm Pilota Strateġiku tax-Xjenza u t-Teknoloġija tal-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża.
Funzjonijiet metaboliċi ta 'taxa mikrobjali dominanti fis-sedimenti mill-provinċja tan-nodulu tal-manganiż tal-baħar fond
