Methan-Biogeochemie und Methanogen-Gemeinschaften in zwei nördlichen Torfmoos-Ökosystemen, Bundesstaat New York

Die Raten der Methan (CH4)-Produktion variieren erheblich zwischen nördlichen torfbildenden Feuchtgebieten, und es ist unklar, ob die Variabilität durch Umweltfaktoren, die die CH4-Produktion beeinflussen, oder durch Unterschiede in den Methanogen-Gemeinschaften verursacht wird. Wir untersuchten die Dynamik der CH4-Produktion und -Emissionen gleichzeitig mit einer Analyse der Archaeen-Gemeinschaft auf der Grundlage der 16S rRNA-Gen-Sequenz in zwei kontrastierenden torfbildenden nördlichen Feuchtgebieten, einem ombrotrophen Hochmoor und einem minerotrophen Nadelwald-Sumpf. Einzelne Messungen der CH4-Emissionen in die Atmosphäre folgten an beiden Standorten einem lognormalen Verteilungsmuster, und die mittleren Raten waren am Hochmoorstandort 30× höher. Die im Labor gemessenen Raten der CH4-Produktion waren zunächst 3× höher im Hochmoor als im Nadelwald-Sumpf; allerdings waren nach 30 Tagen Inkubation die Produktionsraten ähnlich, was darauf hindeutet, dass die in situ Umweltbedingungen die Produktion im Nadelwald-Sumpf eingeschränkt haben. Die amplifizierte ribosomale DNA-Einschrankanalyse (ARDRA) und Rarefaktions-Techniken zeigten, dass beide Standorte ähnliche Niveaus der archaeellen Vielfalt aufwiesen, mit 27 einzigartigen Taxa im Hochmoor und 23 Taxa im Nadelwald-Sumpf. Das Hochmoor wies jedoch eine ausgeprägtere Dominanz weniger Taxa auf, während der Nadelwald-Sumpf eine gleichmäßigere Verteilung unter den Taxa hatte. Eine phylogenetische Analyse basierend auf der 16S rRNA-Gen-Sequenz zeigte hohe Diversität mit Ähnlichkeit zu bekannten methanogenen Familien wie Methanosarcinaceae, Methanosaetaceae, Methanobacteriaceae und wahrscheinlich Methanomicrobiaceae sowie zwei weiteren Linien, die zuvor als Gruppen noch unkultivierter Euryarchaeota charakterisiert wurden, die häufig in überfluteten Reisfeldern vorkommen. Daher unterstützten Standorte mit niedrigen und hohen Raten der CH4-Produktion sehr vielfältige methanogene Gemeinschaften.