北極海の生物地理、季節性、生態機能を垣間見る

A glimpse into the biogeography, seasonality, and ecological functions of arctic marine .

• Brandon T Hassett
• Marco Thines
• Anthony Buaya
• Sebastian Ploch
• R Gradinger

抄録

北極海に生息する生物は、真核生物の主要なクラードを構成する真菌類の一群であり、魚類、農作物、藻類に寄生している。これらの生物の多様性、機能性、分布は、北極圏の海洋環境では基本的に知られていない。そこで私たちは、機能的遺伝子アッセイと18S rRNA遺伝子座内の2つの遺伝子領域のハイスループットシーケンシングを用いて、北極圏の堆積物、海水、海氷中の海洋生物の多様性、豊富さ、系統を調べることを目的とした初めてのスクリーニングを行った。採取したすべての場所で検出し、地域的に局在する分類群と、アラスカとスバールバルの両方に存在する分類群を同定した。最近報告された珪藻類の寄生虫が検出された菌類の約50％を占めていましたが、既知の種に分類できない系統が多く観察され、その中には最近報告された別の珪藻類の寄生虫である .NETNET と一緒に群集しているものもありました。北極海全域では、アラスカ州バローの5月の堆積物中に真核微生物群集全体の6％、スバールバル群島付近の海氷中に10％を占めていた。北極海産は寄生や炭素循環プロセスに関与する多数の遺伝子をコードしていることを発見した。これらのデータは、北極海が未知の生物多様性の宝庫であることを示唆しており、その大部分は珪藻類に寄生している可能性が高いが、他のものは炭素循環や未知の生態系プロセスに関与している可能性がある。北極海の温暖化が進むにつれ、低緯度地域の海洋生物が北極海に移動し、共進化していない宿主に寄生する可能性があり、その結果、一次生産者のコミュニティが計り知れないほど変化する可能性があると考えられます。

High-latitude environments are warming, leading to changes in biological diversity patterns of taxa. are a group of fungal-like organisms that comprise a major clade of eukaryotic life and are parasites of fish, agricultural crops, and algae. The diversity, functionality, and distribution of these organisms are essentially unknown in the Arctic marine environment. Thus, it was our aim to conduct a first screening, using a functional gene assay and high-throughput sequencing of two gene regions within the 18S rRNA locus to examine the diversity, richness, and phylogeny of marine within Arctic sediment, seawater, and sea ice. We detected at every site sampled and identified regionally localized taxa, as well as taxa that existed in both Alaska and Svalbard. While the recently described diatom parasite made up about 50% of the oomycete reads found, many lineages were observed that could not be assigned to known species, including several that clustered with another recently described diatom parasite, . Across the Arctic, comprised a maximum of 6% of the entire eukaryotic microbial community in Barrow, Alaska May sediment and 10% in sea ice near the Svalbard archipelago. We found Arctic marine encode numerous genes involved in parasitism and carbon cycling processes. Ultimately, these data suggest that Arctic marine are a reservoir of uncharacterized biodiversity, the majority of which are probably parasites of diatoms, while others might cryptically cycle carbon or interface other unknown ecological processes. As the Arctic continues to warm, lower-latitude might migrate into the Arctic Ocean and parasitize non-coevolved hosts, leading to incalculable shifts in the primary producer community.

© The Author(s) 2019.