The Source of Thermophilic Bacteria in Lake Baikal Cold Sediments – Coastal Hydrotherms or Deep Fluids?
- Authors: Pavlova O.N.1, Chernitsyna S.M.1, Bukin S.V.1, Lomakina A.V.1, Shubenkova O.V.1, Smirnova D.K.1, Zemskaya T.I.1
-
Affiliations:
- Limnological Institute, Russian Academy of Sciences
- Issue: Vol 93, No 3 (2024)
- Pages: 323-329
- Section: SHORT COMMUNICATIONS
- URL: https://jdigitaldiagnostics.com/0026-3656/article/view/655102
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0026365624030079
- ID: 655102
Cite item
Abstract
The sources of thermophilic bacteria revealed in cold Lake Baikal sediments are considered. Comparative analysis of the taxonomic position of thermophilic microorganisms from four terrestrial hot springs at Lake Baikal coast and from the bottom sediments associated with hydrocarbon discharge was carried out. The sequences of thermophilic microorganisms with the same taxonomic position were revealed both in the hot springs and bottom sediments. Some microbial species occurred only in the hydrotherm samples or only in those from the sediments. Gas-saturated fluids from the hydrocarbon generation zone at the depth of 4‒6 km are the most probable source of thermophilic microorganisms in the bottom sediments.
Keywords
Full Text

About the authors
O. N. Pavlova
Limnological Institute, Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: pavlova@lin.irk.ru
Russian Federation, Irkutsk
S. M. Chernitsyna
Limnological Institute, Russian Academy of Sciences
Email: pavlova@lin.irk.ru
Russian Federation, Irkutsk
S. V. Bukin
Limnological Institute, Russian Academy of Sciences
Email: pavlova@lin.irk.ru
Russian Federation, Irkutsk
A. V. Lomakina
Limnological Institute, Russian Academy of Sciences
Email: pavlova@lin.irk.ru
Russian Federation, Irkutsk
O. V. Shubenkova
Limnological Institute, Russian Academy of Sciences
Email: pavlova@lin.irk.ru
Russian Federation, Irkutsk
D. K. Smirnova
Limnological Institute, Russian Academy of Sciences
Email: pavlova@lin.irk.ru
Russian Federation, Irkutsk
T. I. Zemskaya
Limnological Institute, Russian Academy of Sciences
Email: pavlova@lin.irk.ru
Russian Federation, Irkutsk
References
- Борисенко И. М., Замана Л. В. Минеральные воды Бурятской АССР. Улан-Удэ: Бурятское книгоиздательство, 1978. 162 с.
- Верболов В. И. Течения и водообмен в Байкале // Водные ресурсы. 1996. Т. 23. С. 413–423.
- Клеркс Я., Земская Т. И., Матвеева Т. В., Хлыстов О. М., Намсараев Б. Б., Дагурова О. П., Голобокова Л. П., Воробьева С. С., Погодаева Т. П., Гранин Н. Г., Калмычков Г. В., Пономарчук В. А., Шоджи Х., Мазуренко Л. Л., Каулио В. В., Соловьев В. А., Грачев М. А. Гидраты метана в поверхностном слое глубоководных осадков озера Байкал // ДАН. 2003. Т. 393. С. 822–826.
- Конторович А. Э., Каширцев В. А., Москвин В. И., Бурштейн Л. М., Земская Т. И., Калмычков Г. В., Костырева Е. А., Хлыстов О. М. Нефтегазоносность отложений оз. Байкал // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. С. 1346–1356.
- Kontorovich A. E., Kashirtsev V. A., Moskvin V. I., Burshtein L. M., Zemskaya T. I., Kostyreva E. A., Kalmychkov G. V., Khlystov O. M. Petroleum potential of Baikal deposits // Russ. Geol. Geophys. 2007. V. 48. P. 1046–1053.
- Ломоносов И. С. Геохимия и формирование современных гидротерм Байкальской рифтовой зоны. Новосибирск: Наука, 1974. 166 с.
- Павлова О. Н., Ломакина А. В., Новикова А. С., Черницына С. М., Ханаева Т. А., Погодаева Т. В., Хабуев А. В., Земская Т. И. Термофильные бактерии в донных осадках озера Байкал, ассоциированных с разгрузкой углеводородов // Микробиология. 2019. Т. 88. С. 358–366.
- Pavlova O. N., Lomakina A. V., Novikova A. S., Chernitsyna S. M., Khanaeva T. A., Pogodaeva T. V., Khabuev A. V., Zemskaya T. I. Thermophilic bacteria in Lake Baikal bottom sediments associated with hydrocarbon discharge // Microbiology (Moscow). 2019. V. 88. P. 335–342.
- Плюснин А. М., Замана Л.В, Шварцев С. Л., Токаренко О. Г., Чернявский М. К. Гидрогеохимические особенности состава азотных терм Байкальской рифтовой зоны // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. С. 647–664.
- Plyusnin A. M., Zamana L. V., Shvartsev S. L., Tokarenko O. G., Chernyavskii M. K. Hydrogeochemical peculiarities of the composition of nitric thermal waters in the Baikal rift zone // Russ. Geol. Geophys. 2013. V. 54. P. 495–508.
- Ханаева Т. А., Павлова О. Н., Черницына С. М., Хальзов И. А., Хабуев А. В., Никонова А. А., Новикова А. С., Земская Т. И. Термофильная факультативно анаэробная бактерия р. Geobacillus из донных осадков озера Байкал // Acta Biologica Sibirica. 2017. Т. 3. С. 39–46.
- Cabello-Yeves P.J., Zemskaya T. I., Zakharenko A. S., Sakirko M. V., Ivanov V. G., Ghai R., Rodriguez-Valera F. Microbiome of the deep Lake Baikal, a unique oxic bathypelagic habitat // Limnol. Oceanogr. 2020. V. 65. P. 1471–1488.
- Chakraborty A., Ruff S. E., Dong X., Ellefson E. D., Li C., Brooks J. M., McBee J., Bernard B. B., Hubert C. R J. Hydrocarbon seepage in the deep seabed links subsurface and seafloor biospheres // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2020. V. 117. P. 11029–11037.
- Chernitsyna S., Elovskaya I., Pogodaeva T., Bukin S., Zakharenko A., Zemskaya T. Bacterial communities in a gradient of abiotic factors near a sulfide thermal spring in Northern Baikal // Diversity. 2023. V. 15. Art. 298. P. 1–15.
- Gittins D. A., Desiage P. A., Morrison N., Rattray J. E., Bhatnagar S., Chakraborty A., Zorz J., Li C., Horanszky O., Cramm M. A., Bisiach F., Bennett R., Webb J., MacDonald A., Fowler M., Campbell D. C., Hubert C. R.J. Geological processes mediate a microbial dispersal loop in the deep biosphere // Sci. Adv. 2022. V. 8. Art. 3485.
- Jiao J. Y., Liu L., Hua Z. S., Fang B. Z., Zhou E. M., Salam N., Hedlund B. P., Li W. J. Microbial dark matter coming to light: challenges and opportunities // Natl. Sci. Rev. 2021. V. 8. Art. nwaa280.
- Khlystov O., De Batist M., Shoji H., Hachikubo A., Nishio S., Naudts L., Poort J., Khabuev A., Belousov O., Manakov A., Kalmychkov G. Gas hydrate of Lake Baikal: Discovery and varieties // J. Asian Earth Sci. 2013. V. 62. P. 162–166.
- Khlystov O. M., Batist M., Minami H., Hachikubo A., Khabuev A. V., Kazakov A. V. The position of gas hydrates in the sedimentary strata and in the geological structure of Lake Baikal // World atlas of submarine gas hydrates in continental margins // Eds. Jürgen Mienert et al. Switzerland: Springer Nature Switzerland AG, 2022. P. 465.
- Liu Y. F., Qi Z. Z., Shou L. B., Liu J. F., Yang S. Z., Gu J. D., Mu B. Z. Anaerobic hydrocarbon degradation in candidate phylum “Atribacteria” (JS1) inferred from genomics // ISME J. 2019. V. 13. P. 2377–2390.
- Mori K. Caldiserica // Bergey’s manual of systematics of Archaea and Bacteria / Eds. Trujillo M. E., Dedysh S., DeVos P., Hedlund B., Kämpfer P., Rainey F. A., Whitman W. B. 2018. https://doi.org/10.1002/9781118960608.pbm00033
- Oren A., Garrity G. M. Valid publication of the names of forty-two phyla of prokaryotes // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2021. V. 71. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.005056
- Oren A., Goker M. Candidatus List. Lists of names of prokaryotic Candidatus phyla // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2023. V. 73. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.005821
- Pavlova O. N., Tupikin A. E., Chernitsyna S. M., Bukin Yu.S., Lomakina A. V., Pogodaeva T. V., Nikonova A. A., Bukin S. V., Zemskaya T. I., Kabilov M. R. Description and genomic analysis of the first facultatively lithoautotrophic, thermophilic bacteria of the genus Thermaerobacter isolated from low-temperature sediments of Lake Baikal // Microb. Ecol. 2023. V. 86. P. 1604‒1619. https://doi.org/10.1007/s00248-023-02182-1
Supplementary files
