安德烈·胡利奥，FAPESP HyBIS混合遥控飞行器上的机械手从里奥格兰德海隆采集地壳样本
信用:布拉姆利·默顿 里奥格兰德海隆是大西洋深处的一座海山，距离巴西海岸约1500公里，其丰富的生物和矿物多样性可能在很大程度上归因于鲜为人知的微观生物
圣保罗大学海洋研究所(IO-USP)的研究人员与英国国家海洋学中心的同事合作，研究了栖息在海山铁锰结壳中的微生物，并得出结论，细菌和古细菌除了参与形成结壳中金属的生物矿化过程外，可能还对维持丰富的当地生命负有责任
发表在《微生物生态学》杂志上的一篇文章描述了这项由FAPESP和英国自然环境研究委员会资助的研究
2014年，国际海底管理局授予巴西里奥格兰德海隆15年的矿产开采权
国际海底管理局由167个成员国和欧洲联盟组成，根据《联合国海洋法公约》的授权，负责组织、管理和控制国际海底区域的所有与矿物有关的活动，该区域相当于世界海洋总面积的约50%
“人们对该地区的生物多样性或采矿对其生态系统的影响知之甚少，”美国石油学会教授、该项研究的首席研究员维维安·佩利扎里说
这项研究是FAPESP支持的一个专题项目的一部分
这篇文章是博士的成果之一
D
纳塔莎·梅内斯·贝戈的研究，她目前是美国海洋大学的博士后研究实习生
“虽然微生物生物矿化的过程是众所周知的，但锰的氧化和沉淀尚未得到证实，我们也不知道它是如何在海洋区域发生的
然而，在2020年7月，一篇由U
伯格于2018年在英国研究船RRS Discovery上参与样本收集，他说:“我们的研究人员在《自然》杂志上发表的研究首次表明，细菌利用锰通过一种叫做化学合成的过程将二氧化碳转化为生物量。”
“其中一种细菌属于硝基螺旋菌，存在于我们从里奥格兰德海隆采集的地壳样本中提取的DNA序列中
这有力地证明了那里的金属不仅是由地质过程形成的，也是由微生物发挥重要作用的生物过程形成的，”她指出
除了铁和锰之外，结壳还富含钴、镍、钼、铌、铂、钛和碲等元素
例如，钴对生产可充电电池至关重要，而碲是生产高效太阳能电池的关键原料
2018年末，巴西向国际海底管理局申请扩展其大陆架，以包括格兰德河海隆
在世界其他地区，为相同目标而研究时间较长的类似区域包括北太平洋的克拉里昂-克利珀顿区和塔克尤-大河望海隆，以及北大西洋的热带海隆
形成 里奥格兰德海隆的面积约为15万平方公里，是里约热内卢的三倍，深度从800米到3000米不等
在1.46亿年前(mya)到1亿年前，当今天的非洲和南美洲从超级大陆冈瓦纳分离出来时形成了海隆，它是一个下沉了大约40米的岛屿，可能是由于火山及其熔岩的重量和构造板块的运动
在2018年的一次探险中，研究人员从Rise的部分样本中收集了铁锰结壳和生活在其上的珊瑚骨骼，以及钙矾石岩石和结壳表面的生物膜
这些生物膜是包裹在它们分泌的物质中的结构化微生物群落，以保护自己免受营养缺乏或潜在毒素的威胁
“发现生物膜是一个有趣的惊喜，因为它是一个早期生物矿化过程的指标，”伯格说
“我们在生物膜、珊瑚、钙矾石和地壳样本中发现了相同的微生物
唯一的区别是表面的年龄
珊瑚比硬壳更新，生物膜更年轻
" 从样品中总共回收了666，782个脱氧核糖核酸序列
科学家发现的细菌和古细菌属于已知参与氮循环的群体，氨通过氮循环转化为亚硝酸盐和硝酸盐，因此成为其他微生物的能量来源
除了硝基螺类，他们还发现了其他原核生物，如古细菌类亚硝基螺类
对样本的测序也揭示了参与甲烷循环的群体，如甲基拟杆菌和三角洲变形杆菌
研究结果加深了科学家对在南大西洋海底铁锰结壳中发现的微生物多样性和潜在生态过程的理解
它们还将有助于未来对格兰德河流域可能的采矿活动进行监管
“随着结皮的去除，局部循环可能会改变，这反过来会改变有机物质和营养物质的供应，从而改变当地的微生物群和与之相关的所有生命，”伯格说
“此外，地壳平均每100万年生长1毫米，因此没有时间重新定居
最近发表了许多关于如何评估和减轻深海采矿影响的研究，这绝非偶然
"
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