Subseafloor life and carbon cycling in the Bengal Fan (IODP Exp. 354)

• Applicant: Dr. Rishi Ram Adhikari
• Subject Area: Palaeontology ; Mineralogy, Petrology and Geochemistry
• Term: from 2016 to 2018
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 320209155

• Final Report Year: 2020

Final Report Abstract

Die Sachbeihilfe wurde für die Fahrtauswertung von der IODP Expedition 354 (Februar-März 2015) im Jahr 2016 beantragt. Die Expedition hat auf einem Transekt entlang 8° nördlicher Breite im Bengalfächer sieben Bohrungen abgeteuft. Das Projekt hat die seltene Chance, die tiefe Biosphäre des Indischen Ozeans zu untersuchen ermöglicht. Mit Hilfe der „state-of-the-art“ Methoden wurden die Größe, Zusammensetzung und Aktivität der mikrobiellen Gemeinschaften in den Sedimenten des Bengalfächers untersucht. Außerdem die Zusammensetzung des organischen Materials während der Entwicklung des Sedimentfächers, und metabolische Prozesse in der tiefen Biosphäre aufgeklärt. Dabei wurde die existente Datenlücke in Hinblick auf die tiefe Biosphäre im Indischen Ozean verkleinert. Das Projekt hat zu der Aufklärung folgender wissenschaftlichen Fragen des IODP Science Plan (ISP) für den Zeitraum 2013-2023 beigetragen: „Welchen Ursprung, welche Zusammensetzung und welche globale Signifikanz haben die mikrobiellen Gemeinschaften im tiefen Meeresboden? (Challenge 5)“, „Wie empfindlich reagieren Ökosysteme und Biodiversität auf Umweltveränderungen? (Challenge 7)“, und „Welche Eigenschaften und Prozesse steuern Kohlenstofffluss und –speicherung im tiefen Meeresboden? (Challenge 13)“. Dafür wurde die Biomasse, Aktivität und Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften bestimmt und Radiotracer basierende Laborinkubationsexperimenten erforscht. Die Untersuchungen umfassten die Ermittlungen der mikrobiellen Zell- und Endosporenkonzentrationen, und die Bestimmung der Hydrogenaseaktivität als Proxy für mikrobielle Gesamtaktivität. Die Zusammensetzung des gelösten organischen Materials wurden mittels 3D-Fluoreszenzspektroskopie untersucht, und die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaften wurden mit Hilfe der in intakten polaren Lipiden und DNA enthaltenen Informationen charakterisiert.

Publications

• (2019) Microbial dormancy in the marine subsurface: Global endospore abundance and response to burial. Science Advances
  Wörmer, Lars, et al.
  (See online at https://doi.org/10.1126/sciadv.aav1024)
• (2020) Global diversity of microbial communities in marine sediment. PNAS
  Hoshino et al.
  (See online at https://doi.org/10.1073/pnas.1919139117)