北卡罗来纳州海岸附近水域沉没了数千艘船只。外滩群岛因其强劲的洋流和风暴为船只制造了危险的航行条件,因此被昵称为“大西洋的墓地”。然而,许多残骸已经承担起了新的职责,为鱼类和其他海洋动物以及大量微小生命体提供了宝贵的栖息地。科学家们最近调查了哈特拉斯岛附近浅水区一艘沉船的微生物居民,发现有数千种不同的细菌。
“它们都扮演着不同的角色;它们都在为环境和社区做不同的事情,”东卡罗来纳大学微生物学家 Erin Field 说。Field 和她的同事们,他们今天在《微生物学前沿》杂志上报道了这些发现,发现了一些加速腐蚀的细菌,也有一些可能有助于保存船只或使其成为其他海洋生物更具吸引力的栖息地的物种。Field 说,了解这些多样的微生物群落将有助于我们更好地保护它们赖以生存的船只。
“我们通常认为沉船环境只是一个地点,但即使在一艘沉船内也有很多差异,”Field 说。“当我们开始设计管理工作来保护这些非常重要的历史遗迹时,考虑这些差异很重要。”
她的团队探索的遗迹,即帕姆利科湾的帕比巷号沉船,长 160 多英尺。它属于一艘二战时期的军舰,在 1960 年代搁浅前被改造成了一艘驳船。为了描绘出这艘残骸的细菌群落图景,研究人员收集了周围沉积物和海水的样本,船上的松散碎片,以及从钢船体钻取的金属块。
他们发现了至少 4,800 种不同细菌的 DNA,其中某些物种聚集在残骸内不同的环境中。“那里有太多微生物了,它们经常不得不争夺空间和资源,”Field 说。“它们需要找到最适合自己的地方。”
她和她的同事们对“吃铁”细菌特别感兴趣,这些细菌以铁为能量来源,并产生铁锈作为副产品。这些细菌遍布整个船体,其中包括一种名为 *Mariprofundus ferrooxydans* 的新菌株。然而,微生物在覆盖着鲜橙色铁锈的碎片上尤其多。其中许多碎片来自船首附近,那里似乎比船体其他部分腐蚀得更快。
“我们试图了解微生物是如何在这些区域聚集的,以及我们能否更早地检测出哪些区域容易发生生物腐蚀 [并] 量身定制我们的策略和保护措施来缓解这种情况,”Field 说。
她和她的团队还识别出了一些有助于保存沉船的细菌,它们在金属表面形成一层生物膜,保护其免受腐蚀。此外,还有一些分解石油化合物的细菌,表明曾经有一个油箱泄漏了它的内容物到附近的水域。另一些细菌,包括新发现的 *M. ferrooxydans* 菌株,将碳和氮等营养物质转化为其他生物可以利用的形式。“我们知道它们的作用不仅仅是引起腐蚀,”Field 说。
除了历史意义之外,沉船在海洋生态系统中也扮演着重要的角色。这些遗迹有时被称为人工鱼礁,因为它们为海洋生物提供了庇护所,也为藤壶、珊瑚和其他生物提供了附着在其上的硬质表面。Field 和她的同事们发现的微生物为这些服务奠定了基础。
“当沉船沉没时,它们是首先附着在残骸上的生物,它们有助于营养循环和产生其他生物所需的食物,它们真正有助于维持残骸的完整性和结构,以便其他生物受益,”Field 说。“所以,我们真的需要仔细看看它们在做什么以及它们是如何做到的,这一点很重要。”