Merki: DNA

Skýrslur

Líffræðilegur fjölbreytileiki í hverum að Þeistareykjum og í Gjástykki / Biodiversity in hot springs at Þeistareykir and Gjástykki

Útgefið:

01/12/2008

Höfundar:

Sólveig K. Pétursdóttir, Snædís Huld Björnsdóttir, Sólveig Ólafsdóttir, Guðmundur Óli Hreggviðsson

Styrkt af:

Þeistareykir ehf

Tengiliður

Guðmundur Óli Hreggviðsson

Stefnumótandi sérfræðingur

gudmundo@matis.is

Líffræðilegur fjölbreytileiki í hverum að Þeistareykjum og í Gjástykki / Biodiversity in hot springs at Þeistareykir and Gjástykki

Verkefnið var liður í umhverfismati vegna fyrirhugaðrar jarðvarmanýtingar og fól í sér rannsókn á lífríki í hverum á Þeistareykjum og Gjástykki. Alls voru 27 sýni tekin. Hitastig og sýrustig á sýnatökustöðunum spönnuðu vítt bil eða 33- 96°C og pH 1,9-8,6. Tegundasamsetning hveraörvera og hlutföll þeirra voru ákvörðuð með kjarnsýrumögnun og raðgreiningu á 16S rRNA tegundaákvarðandi geni þar sem bakteríu- og fornbakteríuvísar voru notaðir. Alls tókst að greina bakteríur og/eða fornbakteríur í 21 sýni. DNA raðir voru flokkaðar til tegunda m.v. 98% skyldleika og bornar saman við raðir í Genbank til tegundagreiningar. Í súrum hverum á Þeistareykjum voru tegundir innan bakteríufylkinga β-, δ-, og γ-Proteobaktería og Aquificae algengastar, einkum sýrukærar og/eða frumbjarga tegundir sem nýta sér brennisteins- og járnsambönd og binda CO2. Í gufuopum í hraunhólum á Þeistareykjum við hærra sýrustig (pH 6,7-8,6) voru tegundir Acidobaktería, Actinobaktería, Chloroflexi og Deinococcus-Thermus áberandi. Í sýnum úr hverum í Gjástykki (pH 4,4-6,9) voru Deinococcus-Thermus og Verrucomicrobium algengastar. Margar þessara tegunda eru ófrumbjarga. Fornbakteríur fundust einkum á súrum svæðum á Þeistareykjum, og í öllum sýnum úr Gjástykki, en ekki í gufuaugum í hrauni við Þeistareyki, enda er sýrustig þar hærra. Tegundir innan fylkingar Crenarchaeota fundust í öllum þessum sýnum, en tegundir innan Euryarchaeota voru bundnar við sýni úr yfirborðsummyndunum og súrum jarðvegi. Fornbakteríur geta flestar lifað frumbjarga lífi. Líffræðilegur fjölbreytileiki (Nt/Nmax) baktería var oftast á bilinu 1-3 og 1-2 meðal fornbaktería. Þessi lágu gildi eru dæmigerð fyrir jaðarvistkerfi, þar sem ein tegund er í mjög háu hlutfalli. Fjölmargar nýjar tegundir fundust í sýnunum, einkum bakteríur í gufuaugum í hrauni á Þeistareykjum og í hverum í Gjástykki. Einnig sýndu tegundir Euryarchaeota innan fornbaktería oft lága skyldleikaprósentu og teljast því nýjar tegundir.

Due to future plans for utilizing the geothermal power at Þeistareykir and Gjástykki, an environmental assessment of the biodiversity in hot springs from these sites was carried out. A total of 27 samples were taken from diverse sites at temperatures of 33-96°C and pH 1,9-8,6. The species composition and ratios of thermophiles were estimated by PCR and sequencing of the 16S rRNA genes using bacterial and archaeal primers. Microbial species were detected in 21 samples. DNA sequences were grouped at the 98% similarity species level and compared with available sequences in Genbank for species determination. Species belonging to the bacterial phyla of β-, δ-, and γ-Proteobacteria and Aquificae were dominating in samples from the solfatara fields of Þeistareykir. These were mainly acidophiles and autotrophs capable of utilizing sulphur- and iron compounds and fixing CO2. A totally different pattern of species composition was observed in samples from fumaroles at the lava fields of Þeistareykir at higher pH (6,7-8,6) than in the solfataras. These were mainly Acidobacteria, Actinobacteria, Chloroflexi and DeinococcusThermus. In Gjástykki, (pH 4,4-6,9) Deinococcus-Thermus and Verrucomicrobium sp. were dominating. These are mainly heterotrophs. Archeal species were found as well in the solfatara fields at Þeistareykir and also in hot springs at Gjástykki, but not in the high pH fumaroles at Þeistareykir lava fields. Species from the Crenarchaeota group were found in the samples, but species belonging to the Euryarchaeota group were only detected in solfatara soil samples and sulphur / iron precipitates. These were mainly autotrophs. Biodiversity (Nt/Nmax) was calculated for all samples and estimated at 1-3 among the Bacteria and 1-2 among the Archaea. These low values are typical for extreme environments where one species is highly dominating. Many novel species were found in the samples, especially in soil from fumaroles at the lava field at Þeistareykir and in hot springs at Gjástykki. Euryarchaeal species within the Archaea domain often showed low similarity to known species and most likely represent new species.

Skoða skýrslu

Skýrslur

Lífríki í hverum í Krísuvík og Gunnuhver á Reykjanesi: Rannsókn unnin vegna Rammaáætlunar um nýtingu á jarðvarma á háhitasvæðum

Útgefið:

01/08/2007

Höfundar:

Sólveig K. Pétursdóttir, Sólveig Ólafsdóttir, Steinunn Magnúsdóttir, Guðmundur Óli Hreggviðsson

Tengiliður

Steinunn Ásbjörg Magnúsdóttir

Verkefnastjóri

steinunn.magnusdottir@matis.is

Lífríki í hverum í Krísuvík og Gunnuhver á Reykjanesi: Rannsókn unnin vegna Rammaáætlunar um nýtingu á jarðvarma á háhitasvæðum

Þessi rannsókn á lífríki í hverum á Krísuvíkursvæðinu er þriðja lífríkisúttektin sem framkvæmd er innan Rammaáætlunar, en þær tvær fyrri fjölluðu um lífríki í hverum á Hengilssvæðinu og á Torfajökulssvæðinu.

Áhersla var einkum lögð á hverasvæðið í Seltúni þar sem sýnataka var sameiginleg með jarðefnafræðingum Jarðvísindastofnunar sem var fyrsta skref í þverfaglegri nálgun á viðfangsefninu sem vonir eru bundnar við, en er þó enn á frumstigi. Önnur svæði sem reynt var að kanna voru hverir við Austurengjahver og svæðið við Gunnuhver á Reykjanesi. Hitastig í hverunum í Seltúni var á bilinu 53-93°C og ennfremur er greint frá einu jarðvegssýni sem tekið var við lægra hitastig eða 34°C. Sýrustig í hverunum í Seltúni var á bilinu pH 2,5-6. Hitastig í hverunum við Austurengjahver var á bilinu 50-75°C og sýrustig pH 2,4 – 4,3. Hitastig í hverunum við Gunnuhver mældust á bilinu 70-90°C og sýrustig pH 3,8 – 4,2. Alls voru tekin þrettán sýni á ofangreindum svæðum og tókst að einangra DNA úr sjö þeirra. Ekki tókst að ná DNA úr sýnunum við Austurengjahver. Kjarnsýrumögnun á 16S rRNA sem er tegundagreinandi gen dreifkjörnunga tókst á sex sýnum. Mögnun fékkst úr öllum þessum sýnum með sérvirkum raunbakteríuvísum, en þremur með fornbakteríuvísum.

Alls fengust 304 raðgreiningar á raunbakteríutegundum á svæðinu sem kennt er við Seltún. Þessar tegundir dreifast á 26 tegundir sem dreifast aftur á 10 fylkingar. Frumbjarga tegundir Aquificeae fylkingarinnar hýsa rúmlega 80% raðgreininganna og teljast því ríkjandi í þessum sýnum og eru frumframleiðendur í vistkerfi hveranna. Fimm tegundir innan þessarar fylkingar fundust í sýnunum úr Seltúni. Aðrar tegundi greinast aðallega til mismunandi hópa Proteobaktería (13%) en þær eru afar sundurleitur hópur. Aðrar tegundir sem fundust eru fámennar og skipta hér minna máli. Alls fékkst 81 raðgreining fornabakteríutegunda af Seltúnssvæðinu. Flestar þeirra eða rúm 90% flokkast til Thermoplasmatales innan fylkingar Euryarchaeota, en þetta er hita- og sýrukær tegund. Aðrar fornbakteríur í sýnunum í Seltúni flokkast til Chrenarchaeota fylkingarinnar flestar til ættar Desulfurococcales.

Alls fengust 56 raunbakteríuraðgreiningar úr hverunum við Gunnuhver. Langflestar þeirra (um 70%) flokkast til frumbjarga fylkingar Aquificeae, en um 30% til mismunandi hópa Proteobaktería. Fornbakteríur í Gunnuhver eru einsleitar þar sem þær eru allar af ætt Sulfolobales sem er afar hitaog sýrukær hópur. 1 Í heild má segja að svæðið við Seltún sýni dæmigert mynstur jaðarvistkerfis þar sem ein tegund er ríkjandi og aðrar tegundir dreifist á ýmsar fylkingar. Útreiknaður líffræðilegur fjölbreytileiki í sýnunum var tiltölulega lágur eða á bilinu 1,0-2,0. Til samanburðar má geta þess að sami stuðull útreiknaður fyrir sýni af Torfajökulssvæðinu og á Ölkelduhálsi var á bilinu 1,1-4,7. Umhverfisaðstæður hita- og sýrustigs í Seltúni og í Gunnuhver eru ekki á jaðrinum, heldur er líklegt að efni og efnasambönd í hverunum og leirinn geti haft áhrif á fjölbreytileika lífríkisins, þ.e. hvaða tegundir fá þrifist og hverjar ekki.

Sjaldgæfar tegundir sem áttu einungis fjarskylda ættingja í Genbank fundust m.a. í Seltúnssýnunum. Þarna er þó í flestum tilvikum aðeins um 1-2 fulltrúa viðkomandi tegundar að ræða. Þessar fjarskyldu tegundi flokkuðust allflestar undir fylkingar Proteobaktería og Acidobaktería.

Matís – Prokaria mun að öllum líkindum halda áfram að vinna að sýnatöku og tegundagreiningum á Krísuvíkursvæðinu. Ætlunin er að taka þær niðurstöður með í lokasamantekt yfir lífríki í hverum á Íslandi á síðasta ári Rammaáætlunar.

Skoða skýrslu
IS
EN IS