Säsongsförändringar i turbulens och tillgång på näringsämnen har visat sig forma mikrobiella samhällen i Röda havet. "Mycket av det marina ekosystemet är i slutändan baserat på hur mikrober lever och vad de gör, " förklarar forskaren John Pearman, som genomförde studien. "Att veta hur mikrober reagerar är viktigt för att förstå hur ekosystemet kommer att fungera."

Med hjälp av en CTD-rosettprovtagare som kombinerade provtagningsflaskor med sensorer för vattentemperatur och konduktivitet, forskare vid Saudi Aramco-KAUST Center for Marine Environmental Observations mätte vattenförhållanden och samlade prover för analys av planktoniska mikrobiella samhällen i olika delar av Röda havet under olika årstider. Sekvensering av rRNA-gener från dessa prover gav dem ögonblicksbilder som spårade hur samhällen förändrades över tiden.

Leds av havsforskarna Susana Carvalho och Burton Jones, forskargruppen fann totalt sett att mångfalden var störst i södra Röda havet och lägst i den centrala regionen. Dock, samhällen varierade mellan alla regioner och säsongsmässigt i både norr och söder.

Södra Röda havet hade den lägsta mångfalden under hösten, när hög näringstillgång gav tillräckligt med energi för större plankton att växa, medan låga nivåer av turbulens minimerade interaktioner med rovdjur. Som ett resultat, dessa grupper kunde dominera samhällen, späda ut deras rikedom.

Under våren, högre turbulensnivåer gjorde det lättare för rovdjursplankton att hitta sitt byte och hålla dem i schack, öka samhällenas mångfald.

I norra Röda havet, näringsämnesnivåerna förblir lägre under hela året, men säsongsmässiga förändringar i turbulens förändrade sammansättningen och strukturen hos mikrobiella samhällen, även om förändringarna var mindre än i söder.

Dessa fynd stöder en 15-årig modell som kopplar samman samhällsstruktur med fysiska faktorer, som turbulens och näringsnivåer. "Den ursprungliga studien baserades på växtplanktonsamhällen, men vi kunde rikta in oss på hela det mikrobiella samhället genom sekvensering och visa att den ursprungliga teorin är tillämplig på hela planktonsamhället, säger Pearman.

Trots det nya stödet, modellen är fortfarande ett pågående arbete, med forskare som införlivar effekterna av ytterligare faktorer, som strömmar, när nya data blir tillgängliga.

"Mycket är fortfarande okänt om den marina mikrobiella miljön även om de faktiskt är grunden för näringsvävar, kemisk kretslopp och kolfixering, " säger Pearman. "Det är extremt viktigt att veta hur det mikrobiella samhället reagerar på temperaturskillnader, näringsämnen och turbulens, särskilt i ljuset av klimatförändringar eller den antropogena näringsberikningen på grund av utvecklingen av kustregioner."

Teamet planerar att fortsätta att förfina sin förståelse genom att studera mikrobiella samhällen längs Röda havets latitudinella axel, längre från kustinfluenser, samt införliva effekten av cirkulation i sina modeller.