海洋生物也需要去洗手间，在水族馆中，这就产生了清除废水如氨，亚硝酸盐和硝酸盐的任务。良好的细菌分解乔治亚水族馆的氮化合物，在一项新的研究中，一些细菌群落模拟了那些在海洋中自然发现的细菌。

“这是惊人的。我没想到这一点，”佐治亚理工学院领导的这项研究的首席研究员弗兰克斯图尔特说。“微生物群落来自动物及其食物中的微生物，不会进入海洋。但这些看起来像是天然的海洋微生物群落。”

这对成千上万的海洋动物来说是个好消息，包括鲸鲨，蝠and和一只名叫“坦克”的海龟，他们住在乔治亚水族馆的海洋旅行者号上，这是美国最大的室内海洋展览，有近2400万升(630万)加仑)构成海水。研究人员分析了展览中的两个细菌群落，发现一些社区的清理工作比其他社区更好。

'真正改变游戏规则'

“细菌分析对乔治亚水族馆来说是一次真正的改变游戏规则，”埃里克·霍尔说，他是该研究的合作者，也是水族馆生命支持系统和水质的高级主管。“我们现在对生活在栖息地水和过滤器中的这种有益的细菌微群落看起来有了更好的理解。”

研究人员希望他们继续努力帮助各地的水族馆操作员优化细菌菌落，以最大限度地净化水。乔治亚理工学院和乔治亚水族馆是一家非营利性海洋生物组织，于2018年9月29日星期五在“应用与环境微生物学”杂志上发表了他们的分析。

第一作者是斯图尔特实验室的博士后研究员Andrew Burns。该研究由西蒙斯基金会，国家科学基金会和Teasley Endowment资助。

鱼便便不见了

为了保持新鲜，Ocean Voyager的水通过一系列清洁过程进行级联。在水箱中，如在海洋中，细菌分解排泄物，氨和其他废物，然后水族馆展示的水流过过滤器，去除更多的东西，包括亚硝酸盐。

水也流经特殊的细菌反应器，到那时它除了硝酸盐之外的大多数物质都没有，如果允许高浓度的硝酸盐会变得有毒。在反应堆中，细菌菌落，这项研究的重点，打破硝酸盐。

反应器或“垫”几乎没有氧气，并提供细菌硫作为食物。因此，厌氧细菌聚集在那里“吃”硫磺并“呼吸”硝酸盐形成氮气，氮气可以冒泡到大气中。地球的大气层自然含有大约78%的氮。

杂色的细菌惊喜

研究人员在他们研究的两个垫子中遇到的细菌群落破坏了预期。一方面，研究人员认为他们可能会发现这两种垫子都被一种名为脱氮硫杆菌的标志性反硝化细菌所主导，这种细菌可用于手工种植专业和家庭水族箱。他们没有。

“它确实出现在我们的系统中，但是脱氮硫杆菌进行这些过程的工具的基因广泛分布在许多不同种类的微生物中，”斯图尔特说，他是佐治亚理工学院生物科学学院的副教授。“多样性水平非常出色。”

此外，两个垫中的细菌群落的组成实际上是彼此的极性对立面。

“在其中一个垫子里，我们有一个物种成为社区的90%左右，”伯恩斯说。它是一种与称为Thiobacillus thioparus的物种有关的菌株。“另一个垫子有一个更加多样化的社区，有很多不同的物种甚至属。”(属是物种以上的分类学类别。)

“即使看一些主要的贡献者，也有一种Sulfuroceas(细菌)，甚至那些有大量不同的物种，大约150种或菌株变种，而不是说，十，这可能是人们所期望的，”斯图尔特说。 。

细菌NFL选秀

像运动队一样，这两个细菌群体聚集了不同的球员。一支球队有一名大明星球员，而另一支球队则在球队中更均匀地传播所有化学步骤所需的技能。

“我们发现，在很多这些系统中，一种细菌将成为主要的贡献者，并且它将胜过其他所有人并成为社区的大多数人并完成大部分新陈代谢，”伯恩斯说。“在我们的研究中，这个垫子在反硝化作用方面表现得更好。”

但它反过来可能会起作用，特别是混合细菌群落可以更有效地工作，伯恩斯说，甚至在一个玩家是明星的系统中，多样性可以增加力量。

“它可以为细菌系统提供支持，”伯恩斯说。“如果它只依赖于一个大玩家，如果发生了什么事情，整个系统可能会崩溃。”

“真正有趣的是我们系统中存在多少特定物种，特别是找出它们正在做什么，”霍尔说。“这些微观生物不只是闲逛，而是为我们的水做了有益的事情，我们之前并没有彻底理解这一点。”

现在提出建议还为时过早，但根据最初的观察结果，研究人员认为，任何试图优化水族箱细菌的人都不一定要从外部将一个巨大的生物体投入系统。诱导一个伟大的细菌群体进行自我组装可能会最大限度地提高清洁能力。