D’Angeli, Ilenia M. and Ghezzi, Daniele and Leuko, Stefan and Firrincieli, Andrea and Parise, Mario and Fiorucci, Adriano and Vigna, Bartolomeo and Addesso, Rosangela and Baldantoni, Daniela and Carbone, Cristina and Miller, Ana Zelia and Jurado, Valme and Saiz-Jimenez, Cesareo and De Waele, Jo and 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.
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Official URL: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0220706
Abstract
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.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/129037/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Geomicrobiology of a seawater-influenced active sulfuric acid cave | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 8 August 2019 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | PLoS One | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 14 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1371/journal.pone.0220706 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | e0220706 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Editors: |
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Publisher: | Public Library of Science (PLoS) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1932-6203 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Geomicrobiology, cave, microbial community, | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R FR - Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Vorhaben Strahlenbiologie (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Aerospace Medicine > Radiation Biology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Kopp, Kerstin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 20 Sep 2019 11:34 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 20 Sep 2019 11:34 |
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