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Geomicrobiology of a seawater-influenced active sulfuric acid cave

D’Angeli, Ilenia M. und Ghezzi, Daniele und Leuko, Stefan und Firrincieli, Andrea und Parise, Mario und Fiorucci, Adriano und Vigna, Bartolomeo und Addesso, Rosangela und Baldantoni, Daniela und Carbone, Cristina und Miller, Ana Zelia und Jurado, Valme und Saiz-Jimenez, Cesareo und De Waele, Jo und Cappelletti, Martina (2019) Geomicrobiology of a seawater-influenced active sulfuric acid cave. PLoS One, 14 (8), e0220706. Public Library of Science (PLoS). doi: 10.1371/journal.pone.0220706. ISSN 1932-6203.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0220706

Kurzfassung

Fetida Cave is an active sulfuric acid cave influenced by seawater, showing abundant microbial communities that organize themselves under three main different morphologies: water filaments, vermiculations and moonmilk deposits. These biofilms/deposits have different cave distribution, pH, macro- and microelement and mineralogical composition, carbon and nitrogen content. In particular, water filaments and vermiculations had circumneutral and slightly acidic pH, respectively, both had abundant organic carbon and high microbial diversity. They were rich in macro- and microelements, deriving from mineral dissolution, and, in the case of water filaments, from seawater composition. Vermiculations had different color, partly associated with their mineralogy, and unusual minerals probably due to trapping capacities. Moonmilk was composed of gypsum, poor in organic matter, had an extremely low pH (0–1) and low microbial diversity. Based on 16S rRNA gene analysis, the microbial composition of the biofilms/deposits included autotrophic taxa associated with sulfur and nitrogen cycles and biomineralization processes. In particular, water filaments communities were characterized by bacterial taxa involved in sulfur oxidation and reduction in aquatic, aphotic, microaerophilic/anoxic environments (Campylobacterales, Thiotrichales, Arenicellales, Desulfobacterales, Desulforomonadales) and in chemolithotrophy in marine habitats (Oceanospirillales, Chromatiales). Their biodiversity was linked to the morphology of the water filaments and their collection site. Microbial communities within vermiculations were partly related to their color and showed high abundance of unclassified Betaproteobacteria and sulfur-oxidizing Hydrogenophilales (including Sulfuriferula), and Acidiferrobacterales (including Sulfurifustis), sulfur-reducing Desulfurellales, and ammonia-oxidizing Planctomycetes and Nitrospirae. The microbial community associated with gypsum moonmilk showed the strong dominance (>60%) of the archaeal genus Thermoplasma and lower abundance of chemolithotrophic Acidithiobacillus, metal-oxidizing Metallibacterium, Sulfobacillus, and Acidibacillus. This study describes the geomicrobiology of water filaments, vermiculations and gypsum moonmilk from Fetida Cave, providing insights into the microbial taxa that characterize each morphology and contribute to biogeochemical cycles and speleogenesis of this peculiar seawater-influenced sulfuric acid cave.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/129037/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Geomicrobiology of a seawater-influenced active sulfuric acid cave
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
D’Angeli, Ilenia M.Department of Biological, Geological and Environmental Sciences, University of Bologna, Bologna, Italy,NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ghezzi, DanieleDepartment of Pharmacy and Biotechnology, University of Bologna, Bologna, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leuko, StefanRadiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany.https://orcid.org/0000-0002-0423-0896NICHT SPEZIFIZIERT
Firrincieli, AndreaSchool of Environmental and Forest Science, University of Washington, Seattle, WA, United States of AmericaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Parise, MarioDepartment of Geological and Environmental Sciences, University of Bari “Aldo Moro”, Bari, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fiorucci, AdrianoDepartment of Environment, Land and Infrastructure Engineering, Polytechnic University of Turin, Torino, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vigna, BartolomeoDepartment of Environment, Land and Infrastructure Engineering, Polytechnic University of Turin, Torino, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Addesso, RosangelaDepartment of Chemistry and Biology “Adolfo Zambelli”, University of Salerno, Fisciano (SA), ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baldantoni, DanielaDepartment of Chemistry and Biology “Adolfo Zambelli”, University of Salerno, Fisciano (SA), ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Carbone, CristinaDISTAV, Department of Geological, Environmental and Biological Sciences, University of Genoa, Genoa, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Miller, Ana ZeliaHERCULES Laboratory, University of Évora, Èvora, PortugalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jurado, ValmeInstituto de Recursos Naturales y Agrobiologia, IRNAS-CSIC, Sevilla, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Saiz-Jimenez, CesareoInstituto de Recursos Naturales y Agrobiologia, IRNAS-CSIC, Sevilla, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
De Waele, JoDepartment of Biological, Geological and Environmental Sciences, University of Bologna, Bologna, Italy,NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cappelletti, MartinaDepartment of Pharmacy and Biotechnology, University of Bologna, Bologna, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:8 August 2019
Erschienen in:PLoS One
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:14
DOI:10.1371/journal.pone.0220706
Seitenbereich:e0220706
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Senko, John M.The University of Akron, UNITED STATESNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Public Library of Science (PLoS)
ISSN:1932-6203
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Geomicrobiology, cave, microbial community,
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Strahlenbiologie (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:20 Sep 2019 11:34
Letzte Änderung:20 Sep 2019 11:34

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