Biomass distribution in a bacteria mat under different conditions
Conceptual drawing of the biomass distribution during different light acclimation scenarios and the corresponding radiative energy budgets of the entire photic zone measured under an incident photon irradiance of 1000 μmol photons m–2 s–1. The surface layers of the microbial mat were dominated by dense populations of motile cyanobacteria (Microcoleus sp. and other filamentous species) and filamentous sulfide oxidizing bacteria (Beggiatoa spp.). Beneath the narrow photic zone, a dark FeS-containing sediment layer was present. In low light, the upper layers became oxidized driving the O2-H2S interface and thus Beggiatoa deeper into the mat, while the motile cyanobacteria moved toward the mat surface under non-inhibitory light levels. In high light, a larger part of the biofilm is oxidized, Beggiatoa moved further down, while motile cyanobacteria in the top layers started to move downwards to avoid high photoinhibitory light levels at the microbial mat surface. In darkness, the entire mat became anoxic and the Beggiatoa moved to the mat surface forming a white layer on top of the cyanobacteria, to avoid the high levels of H2S and remain at the O2-H2S interface (Preisler et al., 2007), whereas the cyanobacteria remained in a dense layer underneath.
- Reference: Preisler, A., de Beer, D., Lichtschlag, A., Lavik, G., Boetius, A., and Jorgensen, B. B. (2007). "Biological and chemical sulfide oxidation in a Beggiatoa inhabited marine sediment". ISME J., 1: 341–353.
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BeggiatoaBeggiatoa ist eine Gattung von Gammaproteobakterien, die zur Ordnung Thiotrichales (alias Beggiatoales) gehören. Diese Bakteriengattung war eine der ersten, die der russische Botaniker Sergei Winogradski (englisch auch Winogradsky) entdeckte. Während seiner Forschungen im botanischen Labor von Anton de Bary im Jahr 1887 stellte er fest, dass Beggiatoa Schwefelwasserstoff (H2S) als Energiequelle oxidiert und dabei intrazelluläre Schwefeltröpfchen bildet, wobei Sauerstoff der terminale Elektronenakzeptor ist und CO2 als Kohlenstoffquelle dient. Winogradski bezeichnete diese Form des Stoffwechsels als „Inorgoxidation“ (Oxidation anorganischer Verbindungen), heute Chemolithotrophie genannt. Die Beggiatoa-Arten leben in schwefelreichen Umgebungen auf Böden, sowohl im Süßwasser als auch im Meer, etwa in den hydrothermalen Schloten der Tiefsee und in verschmutzten Meeresumgebungen. Diese Entdeckung war die erste Entdeckung einer Lithotrophie. Diese farblosen Bakterien bilden fadenförmige Kolonien (Filamente, wie bei filamentösen Cyanobakterien auch Trichome genannt) und kann in einem Biofilm angeordnet sein, der mit bloßem Auge sichtbar ist und aus sehr langen weißen Fadenmatten besteht; die weiße Farbe ist dabei auf den gespeicherten Schwefel zurückzuführen. Die Beggiatoa-Bakterien sind dabei manchmal mit anderen Schwefelbakterien vergesellschaftet, z. B. mit der Gattung Thiothrix Winogradsky 1888 aus derselben Familie Thiotrichaceae Garrity et al. 2005. .. weiterlesen