Merki: Lífríki í hverum

Skýrslur

Lífríki í hverum við Kröflu og Námafjall

Útgefið:

01/02/2008

Höfundar:

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

Styrkt af:

Orkustofnun vegna Rammaáætlunar / National Energy Authority

Tengiliður

Guðmundur Óli Hreggviðsson

Stefnumótandi sérfræðingur

gudmundo@matis.is

Lífríki í hverum við Kröflu og Námafjall

Þessi rannsókn á lífríki í hverum á hverasvæðunum við Kröflu og Námafjall er fjórði áfangi verkefnisins um lífríki á hverasvæðum á Íslandi sem er hluti af Rammaáætlun um nýtingu á vatnsafli og jarðvarma á háhitasvæðum. Þegar hefur verið skilað niðurstöðum úr sambærilegum rannsóknum á Hengilssvæði (2005), Torfajökulssvæði (2006) og Krísuvík (2007). Alls voru tekin um 20 sýni af vökva, jarðvegi eða lífmassa og tókst að greina tegundasamsetningu í 13 þeirra með hlutaraðgreiningu á 16S rRNA. Ríkjandi tegundir í Kröflusýnum voru frumbjarga og efnatillífandi af fylkingum Aquificae og β-Proteobaktería. Sýni úr Jarðbaðshólum voru fjölbreyttari og greindust til fylkinga Actinobacteria, Acidobacteria, Firmicutes, ljóstillífandi Cyanobacteria og Deinococcus-Thermus. Í ljósi þess hve gerð sýna og sýnatökustaðir voru fjölbreyttir kom ekki á óvart að tegundasamsetning væri mismunandi. Flestar tegundir sem fundust er einnig að finna á öðrum hverasvæðum í heiminum. Nýjar bakteríutegundir fundust í nokkrum sýnum, m.a. frumbjarga Hydrogenobacter tegund í sýni úr afrennsli frá skiljustöð við Kröflu. Ennfremur fundust tvær nýjar tegundir β-Proteobaktería. Þrjár nýjar tegundir γProteobaktería fundust, ein í Grjótagjá, önnur í jarðvegssýni við gufuauga í Jarðbaðshólum og sú þriðja í afrennslislæk í Kröflu. Ný tegund af Meiothermus ættkvísl fannst í Jarðbaðshólum og að lokum ein fjarskyld (92%) Thermus tegund. Einn stofn náskyldur (≥98%) tegundinni Thermus aquaticus fannst í sýni af Kröflusvæðinu, en þessi tegund hefur verið talin einlend í Bandaríkjunum. Líffræðilegur fjölbreytileiki í sýnunum var áætlaður á bilinu 1,0 – 5,8 á skalanum 1-10, en algengt er að gildið sé á bilinu 1-2 í sýnum úr jaðarvistkerfum þar sem umhverfisálag er mikið. Gildið var afar lágt í nokkrum sýnum í rannsókninni, eða 1,04 í jarðvegssýni úr Suðurhlíðum Kröflu, 1,2 í vökvasýni úr afrennslislæk í Kröflu, 1,0 í leirhver við Víti og 1,1 í vökvasýni úr Bláa lóninu í Bjarnarflagi. Líffræðilegur fjölbreytileiki var talsvert hærri í sýnum úr Grjótagjá (3,4) og Jarðbaðshólum (4,8-5,2) sem kemur ekki á óvart þar sem umhverfisaðstæður voru hagstæðari fleiri tegundum. Vatnssýni úr hverum voru skönnuð fyrir 72 frumefnum (ICP_MS). Vonir eru bundnar við að í framtíðinni verði hægt að tengja saman frumefnamælingar við niðurstöður úr tegundasamsetningu í sýnum.

This project on microbial diversity in hot springs in the Krafla and Namafjall geothermal areas is within the Framework of Utilization of Geothermal power of high temperature geothermal areas in Iceland. Other areas studied so far are the Hengill area (2005), Torfajökull area (2006) and Krísuvik area (2007). Twenty samples were taken from liquid, soil or biomass. Partial sequencing of 16S rRNA genes from the samples was used to estimate species composition in the samples. Species composition was estimated in 13 samples. Dominating species within the Krafla samples were chemolithoautotrophic species of Aquificae and β-Proteobacteria phyla. In Jarðbaðshólar samples, the species were more diverse and belonged to the Actinobacteria, Acidobacteria, Firmicutes, Cyanobacteria and Deinococcus-Thermus phyla. This was not surprising as sample types and sample sites were diverse in character. Most species found in this study were known from other geothermal areas in the world. Novel species were found in several samples: A chemolithoautotrophic Hydrogenobacter species was found in an effluent from the powerplant in Krafla. Two new species of β-Proteobacteria were also found in the samples. Three novel species of γ-Proteobacteria were found, one in Grjótagjá, one in Jarðbaðshólar and one in the Krafla effluent. A novel species of the genus of Meiothermus was found in Jarðbaðshólar. Finally one species, a distant (92%) relative of Thermus spp. A close (≥ 98%) relative of Thermus aquaticus was found in one sample from the Krafla area, but this species has hitherto been confined to the USA. A biodiversity index of the samples was calculated between 1,0-5,8, but a value of 1-2 is common in samples from extreme ecosystems were environmental pressure is high. This value was quite low in several samples i.e. 1,04 in a soil sample from the southern hills of Krafla, 1,2 in a liquid sample from the Krafla effluent, 1,0 in a geothermal mudsample from Víti and 1,1 from a liquid sample from the Blue Lagoon in Bjarnarflag. Calculated biodiversity index in samples from Grjótagja and Jarðbaðshólar was considerably higher which is not surprising as environmental conditions were favourable to a higher number of species. Water samples from hot springs were scanned semi quantitatively for 72 elements and analyzed with ICP-MS. In the future we hope to be able to connect data from element analysis to results of species composition.

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