Global change and anthropogenic impacts on microbial assemblages in benthic deep-sea ecosystems

Climate change and anthropogenic activities have been reported to affect benthic abyssal ecosystems but information on the response of microbes is limited. Here, combining ocean assimilation models and direct measurements, we investigated multidecadal variability in the Porcupine Abyssal Plain (NE Atlantic), and inter-annual variability in the Clarion-Clipperton Zone (Equatorial Pacific). We found changes in photosynthetic production, sedimentary phytodetritus composition, and organic matter compared to the past years. These changes were associated with shifts in microbial assemblages and higher viral pressure with preferential infection of prokaryotes involved in N-cycling. We also found that deep-sea mining activities exacerbate nutrient depletion, negatively affecting microbes and remineralization processes.

Gli effetti legati ai cambiamenti climatici e alle attività di origine antropica possono avere un impatto sugli ecosistemi abissali bentonici, anche se le informazioni su come i microbi possano reagire ad essi sono ancora limitate. In questo studio, combinando informazioni ricavate da modelli oceanici e misurazioni dirette, si è studiata la variabilità temporale nelle piane abissali del “Porcupine Abyssal Plain” (Atlantico nord-orientale) e del “Clarion-Clipperton Zone” (Pacifico equatoriale). Abbiamo riscontrato cambiamenti nella produzione primaria fotosintetica, nella composizione di fitodetrito al fondo e nella materia organica rispetto agli anni passati. Tali cambiamenti sono associati a shifts nella composizione della comunità microbica e ad una maggiore pressione virale, in cui i taxa prevalentemente infettati risultano essere coinvolti nel ciclo dell’azoto. Abbiamo anche evidenziato come attività minerarie condotte su sistemi bentonici profondi possa aggravare l’impoverimento nelle risorse trofiche, influenzando negativamente i microbi bentonici e i processi di remineralizzazione dei nutrienti.