Lehrstuhl für Paläontologie & Geobiologie
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Tiefe Biosphäre

Wissenschaftliche Meeresbohrungen haben eine tiefe Biosphäre mit weit verbreiteten mikrobiellem Leben in Sedimenten unter dem Meeresboden zu Tage befördert. Das Leben in diesen Umgebungen besteht über lange Zeiträume unter extremer Energiebeschränkung und das Aktivitätsniveau ist sehr gering. Mikrobieller Stoffwechsel auf dem Meeresuntergrund spielt wahrscheinlich eine wichtige Rolle in globalen biogeochemischen Kreisläufen. Bislang sind allerdings die Aktivitäten der tiefen Biosphäre noch nicht ausreichend geklärt. Eine große Herausforderung ist es daher die Aktivität von Zellen in diesen Umgebungen zu messen, um ihre Rolle im unterirdischen Ökosystem zu bestimmen. Wir verwenden eine Kombination aus genomischen, transkriptomischen und stabilen Isotope Markierung Methoden, um den Stoffwechsel von mikrobiellem Leben zu untersuchen, das tief unter der Erdoberfläche existiert und über lange Zeiträume (Millionen Jahre) überlebt. Ein wichtiges Ziel ist es, die Rolle einzelner mikrobieller Taxa innerhalb der komplexen Kohlenstoffflüsse zu quantifizieren, die in diesen extrem energiebegrenzten Ökosystemen vorkommen.

Schlüsselpublikationen

  • Orsi W*, Magritsch T, Vargas S, Coskun OK, Vuillemin A, Höhna S, Wörheide G, D’Hondt S, Shapiro J, Carini P (2021) Genome evolution in clonal bacterial populations isolated from million-year-old subseafloor sediment. mBio (DOI: 10.1128/mBio.01150-21)
  • Garber AI, Ramirez GA, McAllister SM, Orsi W, D’Hondt S (2021) Cryptic metabolisms in anoxic subseafloor sediment. Environmental Microbiology Reports doi:10.1111/1758-2229.12983
  • Vuillemin A, Vargas S, Coskun O, Pockalny R, Murray R, Smith DC, D’Hondt S, Orsi W* (2020) Atribacteria reproducing over millions of years in the Atlantic abyssal subseafloor. mBio 11:e01937-20.
  • Orsi W*, Schink B, Buckel W, Martin WF (2020) Physiological limits to life in anoxic subseafloor sediment. FEMS Microbiology Reviews 2: 219-231.
  • Orsi W*, Morard R, Vuillemin A, Eitel M, Wörheide G, Milucka J, Kucera M. (2020) Anaerobic metabolism of Foraminifera thriving below the seafloor. The ISME Journal 14: 2580-2594.
  • Orsi W*, Vuillemin A, Rodriguez P, Coskun O, Gomez G, Mohrholz V, Lavik G, Ferdelman T (2020) Metabolic activity analyses demonstrate that Lokiarchaeon exhibits homoacetogenesis in sulfidic marine sediments. Nature Microbiology 5: 248–255.
  • Vuillemin A, Wankel SD, Coskun OK, Magritsch T, Vargas S, Estes ER, Spivack AJ, Smith DC, Pockalny R, Murray RW, D’Hondt S, Orsi W* (2019) Archaea dominate oxic subseafloor communities over multimillion-year timescales. Science Advances 5: eaaw4108.
  • Coskun O, Özen V, Wankel S, Orsi W* (2019) Quantifying population specific growth in benthic bacterial communities under low oxygen using H218O. The ISME Journal 13, 1546-1559.
  • Orsi W* (2018) Ecology and evolution of seafloor and subseafloor microbial communities. Nature Reviews Microbiology 16, 671-683.
  • Orsi W*, Richards TA, Francis WR (2018) Predicted microbial secretomes and their target substrates in marine sediments. Nature Microbiology 3: 32-37.
  • Orsi W*, Biddle J, Edgcomb, V. (2013). Deep sequencing of subseafloor eukaryotic rRNA reveals active Fungi across multiple subseafloor provinces. PLoS ONE 8(2): e56335.
  • Orsi W*, Edgcomb V, Christman G, Biddle J. (2013). Gene expression in the deep biosphere. Nature 499: 205-208.

Kooperationen

Center for Dark Energy Biosphere Investigations
https://www.darkenergybiosphere.org/