Guaymas-Becken

Das Guaymas-Becken ist ein Rift-Becken in der zentralen Re­gion des Golfs von Kalifornien zwischen der Küste des mexi­ka­nischen Bundesstaats Sonora und der Halbinsel Nieder­kali­fornien im Pazifischen Ozean. Es ist das größte Becken dieser Art in die­sem Meeresarm und besteht aus zwei axialen Trögen, einem nörd­lichen und einem süd­lichen.[1]

Guaymas-Becken (Mexiko) Guaymas-Becken

Lage des Guaymas-Beckens im Golf von Kalifornien

Das Becken ist das Ergebnis der Aktivität einer der ver­schie­denen Spreizungszonen in diesem Golf. Das Becken ist im Süden wie im Norden mit Transformstörungen (englisch faults) ver­bun­den, und zwar im Süden mit der Carmen-Verwerfung (Carmen Fault) und im Norden mit der Guaymas-Verwerfung (Guaymas Fault).[1] Diese beiden bilden die nördliche Verlängerung des Ostpazifischen Rückens.

Der Meeresboden des Guaymas-Beckens weist einen starken Wärmefluss auf,[1] dabei gibt es dort hydrothermale Quellen[2] und Kohlen­wasser­stoff­austritte (eine Variante der Cold Seeps).[3][2]

Biologie

Konzeptionsdiagramm der Struktur der Faunengemeinschaft und des Nahrungs­netzes entlang der Strömungsgradienten in den Ökosystemen der Seeps und Schlote des Guaymas-Beckens.

Insbesondere d​er süd­lichen Trog d​es Guaymas-Beckens be­her­bergt e​in einzigartiges u​nd sehr lebendiges Ökosystem. Hetero­trophe Organismen ernähren s​ich von orga­nischen Stof­fen, d​ie von d​en noch d​em Sonnenlicht ausgesetzten u​nd per Pho­to­syn­these pro­duk­tiven Oberflächenzonen herabregnen (Meeres­schnee), während chemo­litho­autotrophe Organismen d​ie Chemi­kalien i​n der redu­zierenden Hydrothermalflüssigkeit ver­stoff­wech­seln u​nd die Produkte dieses Stoffwechsels o​ft mit syn­trophen Partnern austauschen (Symbiose).

Röhrenwürmer und Bakterien

Bemerkenswert sind die Kolonien von Riftia-Röhrenwürmern, mikrobielle Matten von Beggiatoa-Bakterien (Thiotrichales, mit den Ver­tre­tern Beggiatoa sp. 'Orange Guaymas'[4] und B. sp. 'Guaymas Basin', Isolat GUB8[5]) und anderen, sowie thermo­phile Mikroben, die den hohen Temperaturen an den Hydro­ther­mal­quellen widerstehen können.[6]

Eine weitere vorgeschlagene Klade v​on mit d​en Thermodesulfobacteria[7] verwandten[8] mutmaßlichen Patescibacteria (bzw. „CPR-Gruppe“) a​us diesen hydrothermal aktiven Meeressedimenten trägt d​en vorläufigem Namen „Guaymas1“ (siehe a​uch Saccharibacteria §Phylogenie).[9]

Archaeen

Es g​ibt Hinweise a​uf Vertreter a​us drei verschiedenen Supergruppen d​er Archaeen:

• Asgard-Archaeen: Bei Metagenomanalysen von Proben aus hydro­thermalen Tief­see­sedimenten in kohlen­wasser­stoff­reichen Zonen des Beckens wurden DNA-Spuren von Archaeen des Superphylums der Asgard gefunden. Für diese Archaeen-Gruppe wurde inzwischen die Bezeichnung „Helarchaeota“ (d. h. „Candidatus Helarchaeota“) im Rang eines Phylums vorgeschlagen.[10][11]
• Euryarchaeota: Thermococcus gamma­tolerans, eine Spezies des (Super-)Phylums Euryarchaeota, wächst bei Temperaturen von 55–95 °C (optimal 88 °C) bei einem optimalen pH-Wert von 6; diese Art zeigt eine ausgeprägte Strahlungsresistenz und kann Gammastrahlung von 30 kGy (Kilo-Gray) überleben;[12] von den ebenfalls dort gefundenen Schwesterarten Thermococcus guaymasensis[12] und Thermococcus aggregans wurde die erstere nach der Fundstelle benannt.[13]
• DPANN-Archaeen: Aus der Metagenomik gibt es Sequenzen, die auf eine Spezies aus dieser Gruppe mit der vorläufigen Bezeichnung „Nanoarchaeota archaeon Gua-46“;[14]
  „Aenigmarchaeota archaeon ex4484_14“, „ex4484_52“, „ex4484_56“ und „ex4484_224“;[15] sowie
  „Altiarchaeales archaeon ex4484_2“, „ex4484_43“ und „ex4484_96“.[16]
  hinweisen.

Literatur

• M. Portail, K. Olu, E. Escobar-Briones, J. C. Caprais, L. Menot, M. Waeles, P. Cruaud, P. M. Sarradin, A. Godfroy, and J. Sarrazin: Comparative study of vent and seep macrofaunal communities in the Guaymas Basin. In: Biogeosciences, Band 12, S. 5455 ​–5479, 21. September 2015, doi:10.5194/bg-12-5455-2015
• Nina Dombrowski, Andreas P. Teske, Brett J. Baker: Expansive microbial metabolic versatility and biodiversity in dynamic Guaymas Basin hydrothermal sediments. In: Nature Communications, Band 9, Nr. 4999, 27. November 2018, doi:10.1038/s41467-018-07418-0, PMID 30479325, PMC 6258724 (freier Volltext).

Einzelnachweise

1. David L. Williams, Keir Becker, Lawrence A. Lawver, Richard P. Von Herzen: Heat flow at the spreading centers of the Guaymas Basin, Gulf of California. In: Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 84, Nr. B12, 10. November 1979, S. 6757–​6769. bibcode:1979JGR....84.6757W. doi:10.1029/JB084iB12p06757.
2. Ray Merewether, Mark S. Olsson, Peter Lonsdale: Acoustically detected hydrocarbon plumes rising from 2-km depths in Guaymas Basin, Gulf of California. In: Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 90, Nr. B4, 10. März 1985, ISSN 2156-2202, S. 3075–​3085. bibcode:1985JGR....90.3075M. doi:10.1029/JB090iB04p03075.
3. B. R. T. Simoneit, P. F. Lonsdale, J. M. Edmond, W. C. Shanks: Deep-water hydrocarbon seeps in Guaymas Basin, Gulf of California. In: Applied Geochemistry. 5, Nr. 1–2, 1. Januar 1990, ISSN 0883-2927, S. 41–49. bibcode:1990ApGC....5...41S. doi:10.1016/0883-2927(90)90034-3.
4. NCBI: Beggiatoa sp. 'Orange Guaymas'
5. NCBI: txid2587806[Organism:noexp]
6. Andreas Teske, Dirk de Beer, Luke J. McKay, Margaret K. Tivey, Jennifer F. Biddle, Daniel Hoer, Karen G. Lloyd, Mark A. Lever, Hans Røy, Daniel B. Albert, Howard P. Mendlovitz: The Guaymas Basin Hiking Guide to Hydrothermal Mounds, Chimneys, and Microbial Mats: Complex Seafloor Expressions of Subsurface Hydrothermal Circulation. In: Frontiers in Microbiology. 7, 2016, ISSN 1664-302X, S. 75. doi:10.3389/fmicb.2016.00075. PMID 26925032. PMC 4757712 (freier Volltext).
7. NCBI: Thermodesulfobacteria, Thermodesulfobacteria Garrity and Holt 2002 (phylum, syn. Thermodesulfobacteraeota Oren et al. 2015, Thermodesulfobacteriota); graphisch: Damien M. de Vienne: Thermodesulfobacteria, Lifemap, NCBI Version, Universität Lyon. Lifemap ist ein interaktives Tool zur Erkundung der NCBI-Taxonomie.
8. Fredrik Bäckhed, Ruth Ley, Justin L Sonnenburg, Daniel A. Peterson: Host‐Bacterial Mutualism in the Human Intestine. In: Science 307(5717): 1915–1920. April 2005. doi:10.1126/science.1104816. PMID 15790844. Siehe insbes. Fig. 1, die Bakteriengattung B. ist Bacteroides.
9. Andreas Teske, K. U. Hinrichs, V. Edgcomb, Ad. V. Gomez, S. V. Sylva et al.: Microbial diversity of hydrothermal sediments in the Guaymas Basin: evidence for anaerobic methanotropic communities. In: Appl.Environ. Microbiol., Band 68, 2002, S. 1994–2007
10. NCBI: "Candidatus Helarchaeota" Seitz et al. 2019 (phylum); graphisch: Damien M. de Vienne: Candidatus Helarchaeota, Lifemap, NCBI Version, Universität Lyon. Lifemap ist ein interaktives Tool zur Erkundung der NCBI-Taxonomie.
11. Kiley W. Seitz, Nina Dombrowski, Laura Eme, Anja Spang, Jonathan Lombard, Jessica R. Sieber, Andreas P. Teske, Thijs J. G. Ettema, Brett J. Baker: Asgard archaea capable of anaerobic hydrocarbon cycling, in: Nature Communications, 23. April 2019, doi:10.1038/s41467-019-09364-x.
12. Edmond Jolivet, Stéphane L'Haridon, Erwan Corre, Patrick Forterre, Daniel Prieur: Thermococcus gammatolerans sp. nov., a hyperthermophilic archaeon from a deep-sea hydrothermal vent that resists ionizing radiation. In: Int. J. Syst. Evol. Microbiol., Band 53, Nr. Pt 3, Mai 2003, S. 847–851, doi:10.1099/ijs.0.02503-0, PMID 12807211.
13. Francesco Canganella, William J. Jones, Agata Gambacorta, Garabed Antranikian: Thermococcus guaymasensis sp. nov. and Thermococcus aggregans sp. nov., two novel thermophilic archaea isolated from the Guaymas Basin hydrothermal vent site. In: International Journal of Systematic And Evolutionary Microbiology, Band 48, Nr. 4, S. 1181​-1185, 1. Oktober 1998, doi:10.1099/00207713-48-4-1181, PMID 9828419.
14. NCBI Nanoarchaeota archaeon Gua-46 (species), Genomsequenzen (en. genome shotgun sequences): txid2478562%5BOrganism:noexp%5D, MAG: Nanoarchaeota archaeon Gua-46.
15. NCBI Search for: Candidatus Aenigmarchae* archaeon ex4484_* (wild card), jeweils Deatailinfo, Entrez records (Box), Nucleotide
16. NCBI Search for: Candidatus Aenigmarcha* archaeon ex4484_* (wild card), jeweils Deatailinfo, Entrez records (Box), Nucleotide