Grottsystemet Monte Conca på ön Sicilien är ett stort system av källor och pooler, sitter nedanför ett naturreservat. Det kan antas vara en av de få platser som är orörda av mänskligt drivna föroreningar.

Men ny forskning publicerad av ett USFs mikrobiologi- och geovetenskapsteam har funnit att även under jord, de mikrobiella samhällena i vattenpölarna i Monte Conca-grottan visar tecken på att ha förändrats av föroreningar från ovan.

Publicerar i den prestigefyllda tidskriften, PLoS One , teamet fann att vatten som strömmar genom det stora grottsystemet orsakade förändringar i de mikrobiella samhällena mellan den våta och torra årstiden, med de mikrobiella samhällena som skiljer sig åt i bakteriesammansättning och ekologiska funktioner. Studien tyder på att när ytvatten rinner genom jordbruks- och stadsområden, den samlar in bakteriella föroreningar innan den går in i grottsystem.

Syftet med studien var att fastställa vilken effekt ytan avrinning har på grottmikrobiella samhällen med hjälp av Monte Concas källbassäng som modell. De långsiktiga effekterna av dessa ythärledda bakteriella föroreningar eller deras inverkan på grundvattenkällor är för närvarande inte välkänd, sa huvudförfattaren Dr Madison Davis vid USF:s avdelning för cellbiologi, Mikrobiologi och molekylärbiologi.

Projektet leddes av USF-professor James Garey vid institutionen för cellbiologi, Mikrobiologi och molekylärbiologi, och professor Bogdan P. Onac från USF:s School of Geosciences. USF doktorander och studenter Madison C. Davis, Melvin D. Baker IV, Christiana K.S. Mayne, Chelsea M. Dinon och Christina J. Moss är medförfattare på tidningen.

Gruppen samarbetade med italienska kollegor Maria A. Messina, Giuseppe Nicolosi och Salvatore Petralia från Centro Speleologico Etneoa.

Forskarna fann att det mikrobiella samhället i torrperioden dominerades av svaveloxiderande bakterier på grund av deras förmåga att utnyttja syre från grottan och svavelväte från vårpoolen. Efter ett kraftigt regn, det svaveloxiderande samhället fördrevs av ytbaserade bakterier som främst identifierades som mänskliga föroreningar, inklusive Escherichia coli och andra fekala bakterier.

Grottor som Monte Conca - som är Siciliens längsta och djupaste gipskarstsystem och bildades av svavelsyraupplösning - har identifierats över hela världen. För att utföra sitt arbete, forskare reste in i grottsystemet för att hämta prover i fyra uppdrag som sträckte sig över 2015 och 2016.

Svaveloxidationsmedel utgjorde mer än 90 procent av det mikrobiella samhället under torrperioden och ersattes av potentiella mänskligt påverkade föroreningar som Escherichia och Lysinibacillus arter efter kraftiga regn, sa forskarna. Ett provtagning visade sig visa en övergång mellan den våta och torra årstiden när potentiella konstgjorda föroreningar, svaveloxiderande bakterier och kvävefixerande bakterier fanns alla i vårbassängen.

Studien visar effekten av ytavrinning på mikrobiella samhällens struktur och funktion hos endemiska grottsamhällen, sa forskarna.