Characterizing Pb mobilization from upland soils to streams using (206)Pb/(207)Pb isotopic ratios

Anthropogenically deposited lead (Pb) binds efficiently to soil organic matter, which can be mobilized through hydrologically mediated mechanisms, with implications for ecological and potable quality of receiving waters. Lead isotopic ((206)Pb/(207)Pb) ratios change down peat profiles as a consequence of long-term temporal variation in depositional sources, each with distinctive isotopic signatures. This study characterizes differential Pb transport mechanisms from deposition to streams at two small catchments with contrasting soil types in upland Wales, U.K., by determining Pb concentrations and (206)Pb/(207)Pb ratios from soil core profiles, interstitial pore waters, and stream water. Hydrological characteristics of soils are instrumental in determining the location in soil profiles of exported Pb and hence concentration and (206)Pb/(207)Pb ratios in surface waters. The highest Pb concentrations from near-surface soils are mobilized, concomitant with high dissolved organic carbon (DOC) exports, from hydrologically responsive peat soils with preferential shallow subsurface flows, leading to increased Pb concentrations in stream water and isotopic signatures more closely resembling recently deposited Pb. In more minerogenic soils, percolation of water allows Pb, bound to DOC, to be retained in mineral horizons and combined with other groundwater sources, resulting in Pb being transported from throughout the profile with a more geogenic isotopic signature. This study shows that (206)Pb/(207)Pb ratios can enhance our understanding of the provenances and transport mechanisms of Pb and potentially organic matter within upland soils.

Nearshore oscillating wave surge converters and the development of Oyster

Oscillating wave surge converters (OWSCs) are a class of wave power technology that exploits the enhanced horizontal fluid particle movement of waves in the nearshore coastal zone with water depths of 10–20 m. OWSCs predominantly oscillate horizontally in surge as opposed to the majority of wave devices, which oscillate vertically in heave and usually are deployed in deeper water. The characteristics of the nearshore wave resource are described along with the hydrodynamics of OWSCs. The variables in the OWSC design space are discussed together with a presentation of some of their effects on capture width, frequency bandwidth response and power take-off characteristics. There are notable differences between the different OWSCs under development worldwide, and these are highlighted. The final section of the paper describes Aquamarine Power’s 315kW Oyster 1 prototype, which was deployed at the European Marine Energy Centre in August 2009. Its place in the OWSC design space is described along with the practical experience gained. This has led to the design of Oyster 2, which was deployed in August 2011. It is concluded that nearshore OWSCs are serious contenders in the mix of wave power technologies. The nearshore wave climate has a narrower directional spread than the offshore, the largest waves are filtered out and the exploitable resource is typically only 10–20% less in 10m depth compared with 50m depth. Regarding the devices, a key conclusion is that OWSCs such as Oyster primarily respond in the working frequency range to the horizontal fluid acceleration; Oyster is not a drag device responding to horizontal fluid velocity. The hydrodynamics of Oyster is dominated by inertia with added inertia being a very significant contributor. It is unlikely that individual flap modules will exceed 1MW in installed capacity owing to wave resource, hydrodynamic and economic constraints. Generating stations will be made up of line arrays of flaps with communal secondary power conversion every 5–10 units.

Determinant factors for the use of imposex in TBT pollution monitoring

Os compostos de tributilestanho (TBT) foram utilizados como biocidas em tintas antivegetativas (AV) e amplamente aplicados, durante décadas, de forma a evitar a bioincrustação em superfícies submersas, principalmente em cascos de embarcações. Os seus efeitos deletérios em organismos não-alvo tornaram-se evidentes após o aparecimento de gastrópodes prosobrâquios com imposex – sobreposição de caracteres sexuais masculinos sobre o tracto reprodutivo das fêmeas. Desde então, a expressão do imposex em prosobrânquios tem sido amplamente utilizada como biomarcador da poluição por TBT. Um dos objectivos da presente tese é avaliar se as mais recentes restrições legais na utilização das tintas AV com compostos organoestânicos (OTs) resultaram numa redução da poluição pelos mesmos na costa continental Portuguesa. Para tal, foi levada a cabo a análise da variação temporal do imposex como biomarcador dos níveis ambientais de TBT e a validação de procedimentos, de modo a seguir de forma precisa a evolução da intensidade deste fenómeno ao longo do tempo. O trabalho de investigação teve início no momento em que a ineficácia da legislação anterior (Directiva 89/677/CEE) na redução da poluição por TBT no litoral Português era reportada na literatura e quando estavam já agendados instrumentos decisivos para a diminuição definitiva deste tipo de poluição: o Regulamento (CE) N.º 782/2003 do Parlamento e do Conselho da União Europeia (UE) que bania as tintas AV baseadas em TBT na sua frota a partir de 1 de Julho de 2003; a "Convenção Internacional sobre o Controlo de Sistemas Antivegetativos Nocivos em Navios” (Convenção AFS), adoptada em 2001 pela Organização Marítima Internacional (OMI), que procurava erradicar os OTs da frota mundial até 2008. Os níveis de imposex e as concentrações de OTs nos tecidos de fêmeas de Nucella lapillus foram medidos em 17 locais de amostragem ao longo da costa Portuguesa em 2003, a fim de se avaliarem os impactos do TBT nas populações desta espécie e de se criar uma base de dados para seguir a sua evolução futura. O índice da sequência do vaso deferente (VDSI), o índice do tamanho relativo do pénis (RPSI) e a percentagem de fêmeas afectadas por imposex (%I) foram utilizados na medição da intensidade deste fenómeno em cada local de amostragem e os seus valores variaram entre 0,20-4,04, 0,0- 42,2% e 16,7-100,0%, respectivamente. Foram encontradas fêmeas estéreis em 3 locais de amostragem, com percentagens a variar entre 4,0 e 6,2%. As concentrações de TBT e dibutilestanho (DBT) nas fêmeas variaram respectivamente entre 23-138 e <10-62 ng Sn.g-1 de peso seco, e o conteúdo em TBT nos tecidos revelou-se significativamente correlacionado com o imposex (nomeadamente com o RPSI e o VDSI). Os níveis de expressão do fenómeno e o conteúdo em OTs nos tecidos, foram superiores na proximidade de portos, confirmando as conclusões obtidas anteriormente por outros autores de que os navios e a actividade dos estaleiros são as principais fontes destes compostos no litoral Português. As infra-estruturas associadas ás principais fontes de OTs – portos, estaleiros e marinas – estão geralmente localizadas no interior de estuários, motivo pelo qual estas áreas têm vindo a ser descritas como as mais afectadas por estes poluentes. Por esta razão, foi levado a cabo o estudo pormenorizado da poluição por TBT na Ria de Aveiro, como caso de estudo representativo da poluição por estes compostos num sistema estuarino em Portugal continental. N. lapillus foi usada como bioindicador para avaliar a tendência temporal da poluição por TBT nesta área entre 1997 e 2007. Foi registada uma diminuição da intensidade do imposex após 2003, embora as melhorias mais evidentes tenham sido observadas entre 2005 e 2007, provavelmente devido à implementação do Regulamento (CE) N.º 782/2003 que proibiu a aplicação de tintas AV com TBT em navios com a bandeira da UE. Apesar desses progressos, as análises ao conteúdo em OTs nos tecidos de fêmeas de N. lapillus e em amostras de água colhidas em 2006 indicaram contaminação recente por TBT na área de estudo, evidenciando assim a permanência de fontes de poluição. A utilização de N. lapillus como bioindicador da poluição por TBT na Ria de Aveiro apresenta algumas limitações uma vez que a espécie não ocorre nas áreas mais interiores da Ria e não vive em contacto com sedimentos. Assim, a informação obtida a partir da sua utilização como bioindicador é fundamentalmente relativa aos níveis de TBT na coluna de água. Foi então necessário recorrer a um bioindicador complementar – Hydrobia ulvae – para melhor avaliar a evolução temporal da poluição por TBT no interior deste sistema estuarino e estudar a persistência de TBT nos sedimentos. Não foi registada uma diminuição dos níveis de imposex em H. ulvae na Ria de Aveiro entre 1998 e 2007, apesar da aplicação do Regulamento (CE) N.º 782/2003. Pelo contrário, houve um aumento global significativo da percentagem de fêmeas afectadas por imposex e um ligeiro aumento do VDSI, contrastando com o que tem sido descrito para outros bioindicadores na Ria de Aveiro no mesmo período. Estes resultados mostram que a diferente biologia/ecologia das espécies indicadoras determina vias distintas de acumulação de TBT, apontando a importância da escolha do bioindicador dependendo do compartimento a ser monitorizado (sedimento versus água). A ingestão de sedimento como hábito alimentar em H. ulvae foi discutida como sendo a razão para a escolha da espécie como indicadora da contaminação dos sedimentos por TBT. Foram também estudados os métodos mais fiáveis para reduzir a influência de variáveis críticas na medição dos níveis de imposex em H. ulvae. As comparações de parâmetros do imposex baseados em medições do pénis devem ser sempre realizadas sob condições de narcotização bem standardizadas uma vez que este procedimento provoca um aumento significativo do comprimento do pénis (PL) em ambos os sexos. O VDSI, a % e o PL em ambos os sexos revelaram ser fortemente influenciados pelo tamanho dos espécimes: a utilização de fêmeas mais pequenas conduz à subestimação do VDSI, da %I e do PL, enquanto que diferenças no tamanho dos machos provocam variações no índice do comprimento relativo do pénis (RPLI), independentemente dos níveis de poluição por TBT. Existe, portanto, a necessidade de controlar algumas variáveis envolvidas na análise do imposex que mostraram afectar a fiabilidade dos resultados. Uma vez que N. lapillus é o principal bioindicador dos efeitos biológicos específicos do TBT para a área da OSPAR, foi também estudada a influência de algumas variáveis na avaliação dos níveis de imposex nesta espécie, especificamente as relacionadas com o ciclo reprodutor e o tamanho dos espécimes. O estudo do ciclo reprodutor e a variação sazonal/espacial do comprimento do pénis do macho (MPL) incidiu num único local no litoral Português (Areão – região de Aveiro) de forma a avaliar se o RPSI varia sazonal e espacialmente na mesma estação de amostragem e se tais variações influenciam os resultados obtidos em programas de monitorização do imposex. Nos meses de Dezembro de 2005 a Junho de 2007, foram encontrados espécimes de N. lapillus sexualmente maturos e potencialmente aptos para a reprodução. Contudo, foi também evidente um padrão sazonal do ciclo reprodutor – o estado de desenvolvimento da gametogénese nas fêmeas variou sazonalmente e ocorreu uma diminuição do volume da glândula da cápsula e do factor de condição no final do Verão / início do Outono. Contrariamente, a gametogénese nos machos não apresentou variação sazonal significativa, embora os valores mais baixos do factor de condição, do comprimento do pénis e dos volumes de esperma e da próstata tenham também sido registados no final do Verão / início do Outono. Além disso, o MPL mostrou variar, no mesmo local de amostragem, inversamente com a distância aos ninhos de cápsulas ovígeras; um aumento dos valores do MPL foi também observado em espécimes de maior tamanho. Todas estas variações no MPL introduzem desvios nos resultados da avaliação do imposex quando é usado o RPSI. A magnitude do erro envolvido foi quantificada e revelou-se superior em locais com níveis mais elevados de poluição por TBT. Apesar do RPSI ser um índice que fornece informação importante sobre os níveis de poluição por TBT, a sua interpretação deve ser cuidadosa e realizada complementarmente com os outros índices, destacando-se o VDSI como índice mais fiável e com significado biológico mais expressivo. Novas campanhas de monitorização do imposex em N. lapillus foram realizadas ao longo da costa Portuguesa em 2006 e 2008, e os resultados subsequentemente comparados com a base de dados criada em 2003,de forma a avaliar a evolução da poluição por TBT no litoral Português naquele período. Nestes estudos foram aplicados novos procedimentos na monitorização e tratamento dos dados, de forma a minimizar a variação nos índices de avaliação do imposex induzida pelos factores acima descritos, para seguir com maior consistência a tendência da poluição por TBT entre 2003 e 2008. Foi observado um declínio global significativo na intensidade de imposex na área de estudo durante o referido período e a qualidade ecológica da costa Portuguesa, segundo os termos definidos pela Comissão OSPAR, revelou melhorias notáveis após 2003 confirmando a eficácia do Regulamento (CE) N.º 782/2003. Não obstante, as populações de N. lapillus revelaram-se ainda amplamente afectadas por imposex, tendo sido detectadas emissões de TBT na água do mar ao longo da costa em 2006, apesar da restrição anteriormente referida. Estes inputs foram atribuídos principalmente aos navios que à data ainda circulavam com tintas AV com TBT aplicadas antes de 2003, uma vez que a sua utilização nas embarcações foi apenas proibida em 2008. Considerando que o Regulamento (CE) N.º 782/2003 constitui uma antecipação da proibição global da OMI que entrou em vigor em Setembro de 2008, prevê-se, por analogia, que haja uma rápida diminuição da poluição por TBT à escala mundial num futuro próximo. Na sequência desta previsão, é apresentada uma discussão teórica preliminar relativamente ás possíveis estratégias usadas por N. lapillus na recolonização de locais onde, no passado, as populações terão aparentemente sido extintas devido a níveis extremamente elevados de TBT. Estes locais são tipicamente zonas abrigadas junto de infra-estruturas portuárias, cuja recolonização por esta espécie será provavelmente muito lenta dada a mobilidade reduzida dos adultos e o ciclo de vida não apresentar fase larvar pelágica. Foram então equacionadas duas hipotéticas vias de recolonização de zonas abrigadas por espécimes provenientes de populações de costa aberta/exposta: a migração de adultos e/ou a dispersão de juvenis. No entanto, em ambos os casos, estaria implicada a transposição de um problema amplamente descrito na bibliografia: as populações de N. lapillus de costa aberta podem apresentar um fenótipo muito diferente das de zonas abrigadas, podendo inclusivamente variar no número de cromossomas. A recolonização pode portanto não ter sucesso pelo simples facto dos novos recrutas não estarem bem adaptados aos locais a recolonizar. Para analisar este problema, foram estudados tanto a forma da concha de espécimes de N. lapillus ao longo da costa Portuguesa como o respectivo número de cromossomas. Embora a forma da concha tenha revelado diferenças, de acordo com o grau de hidrodinamismo entre as populações de N. lapillus avaliadas, o cariótipo 2n = 26, típico de zonas expostas, foi registado em todos os locais amostrados. Por outro lado, foi também testada em laboratório a possível mortalidade de juvenis em dispersão no interior menos salino dos estuários. Foi então verificada a ocorrência de mortalidade elevada de juvenis expostos a salinidades baixas (=100% após 1 hora a salinidades ≤9 psu), o que também pode comprometer a recolonização de zonas estuarinas menos salinas por esta via. Mesmo assim, os juvenis mostraram um comportamento de flutuação à superfície da água em condições laboratoriais, que pode ser considerado um benefício específico na colonização de áreas mais internas dos estuários, se tal facto vier a ser confirmado em estudos de campo. As conclusões deste estudo contribuem certamente para a descrição do final da “história do TBT” dado que, uma vez controlados alguns factores determinantes no uso do imposex como biomarcador, a avaliação do declínio da poluição por estes compostos, agora esperado à escala global, se torna mais rigorosa.

Oxygen isotope thermometry in carbonatites, Fuerteventura, Canary Islands, Spain

Crystallization temperatures of the oceanic carbonatites of Fuerteventura, Canary Islands, have been determined from oxygen isotope fractionations between calcite, silicate minerals (feldspar, pyroxene, biotite, and zircon) and magnetite. The measured fractionations have been interpreted in the light of late stage interactions with meteoric and/or magmatic water. Cathodoluminescence characteristics were investigated for the carbonatite minerals in order to determine the extent of alteration and to select unaltered samples. Oxygen isotope fractionations of minerals of unaltered samples yield crystallization temperatures between 450 and 960degreesC (average 710degreesC). The highest temperature is obtained from pyroxene-calcite pairs. The above range is in agreement with other carbonatite thermometric Studies. This is the first study that provides oxygen isotope data coupled with a CL study on carbonatite-related zircon. The CL pictures revealed that the zircon is broken and altered in the carbonatites and in associated syenites. Regarding geological field evidences of syenite-carbonatite relationship and the close agreement of published zircon U/Pb and whole rock and biotite K/Ar and Ar-Ar age data, the most probable process is early zircon crystallization from the syenite magma and late-stage reworking during magma evolution and carbonatite segregation. The oxygen isotope fractionations between zircon and other carbonatite minerals (calcite and pyroxene) support the assumption that the zircon would correspond to the early crystallization of syenite-carbonatite magmas.

Trazas de metales en agua, sedimento y organismos bentónicos en bancos naturales de las Regiones Tacna y Moquegua

En septiembre del 2009 se evaluó el contenido de trazas de metales en los bancos naturales de Meca-Lozas (Tacna), Tancona y Punta Coles (Moquegua), en un ámbito donde la temperatura fue inferior al patrón estacional y en presencia de Aguas Costeras Frías en toda la columna de agua. Las trazas de cobre, plomo y cadmio contenidos en agua de los tres bancos naturales, no superaron los Estándares de Calidad Ambiental para Conservación del Ambiente Acuático (Grupo 4). Las trazas de cobre, plomo, cadmio y cinc para sedimentos, no superó al Probable Nivel de Efecto estipulado en la Tabla de Protección Costera de los EE UU, a excepción del cobre que superó el estándar en una estación (136,99 μg/g) de Meca-Las Lozas. Sólo las concentraciones traza de cobre en los tres bancos naturales y en los cuerpos eviscerados de caracol negro (Thaisella chocolata), lapa (Fissurella sp.), chanque (Concholepas concholepas) y choro (Aulacomya atra) superaron el límite máximo permisible internacional estipulado por la FAO, siendo la mayor concentración de 1782,27 μg/g en la especie Fissurella sp. muestreada en Meca-Lozas, por lo que se concluye que las especies que bioacumulan más trazas de cobre son Fissurella sp., Thaisella chocolata, Concholepas concholepas y Aulacomya atra.

Modelling of Geochemical Processes in Mangrove Ecosystem

The mangrove ecosystem is one of the earth’s most endangered ecosystems. In this study, geochemical features of three mangrove ecosystems, Mangalavanam, Vypeen and Nettoor were compared. Water, sediment and core samples were collected from these stations for a period of one year. Nutrients, organic compounds orgnic carbon and hydrographical parameters of the samples were estimated. The present study revealed higher concentration of carbon in the surface sediments. The major temporary or ultimate sink for various pollutants in estuaries is the sedimentary reservoir, including intertidal areas. In the present study, higher values for dissolved nutrients, POC and carbohydrates were observed during low tide.

Meiobenthos of the Shelf Waters of West Coast of India With Special Reference to Free-Living Marine Nematodes

Department of Marine Biology, Microbiology and Biotechnology, Cochin University of Science and Technology

Marine Benthos of the Continental Shelf of Southwest and Southeast Coast of India

Department of Marine Biology,Microbiology and Biochemistry,Cochin University of Science and Technology

Studies on the Effects of Bottom Trawling on the Benthic Fauna off Veraval Coast, Gujarat

Bottom trawling is one among the most destructive human induced physical disturbances inflicted to seabed and its living communities. The bottom trawls are designed to tow along the sea floor, which on its operation indiscriminately smashes everything on their way crushing, killing, burying and exposing to predators the benthic fauna. Bottom trawling causes physical and biological damages that are irreversible, extensive and long lasting. The commercial trawling fleet of India consists of 29,241 small and medium-fishing boats. The northwest coast of India has the largest fishing fleet consisting of 23,618 mechanized vessels, especially the bottom trawlers. However, attempts were not made to study the impact of bottom trawling along Northwest coast of India. The estimated optimum fleet size of Gujarat is 1,473 mechanised trawlers while 7402 commercial trawlers are operated from the coast of Gujarat. Veraval port was designed initially for 1,200 fishing trawlers but 2793 trawlers are being operated from this port making it the largest trawler port of Gujarat. The aim of this study was to investigate the effects of bottom trawling on the substratum and the associated benthic communities of commercial trawling grounds of Veraval coast. The study compared the differences between the samples collected before and after experimental trawling to detect the impacts of bottom trawling. Attempts were made to assess the possible impact of bottom trawling on:(i) the sediment characteristics (ii)the sediment heavy metals (iii) epifauna (iv) macrobenthos and (v) meiobenthos. This study is expected to generate information on trawling impacts of the studied area that will help in better management of the biological diversity and integrity of the benthic fauna off Veraval coast. An exhaustive review on the studies conducted around the world and in India on impact of bottom trawling on the benthic fauna is also detailed.In the present study, the bottom trawling induced variations on sediment organic matter, epifauna, macrobenthos and meiobenthos were evident. It was also observed that the seasonal/ natural variations were more prominent masking the trawling effect on sediment texture and heavy metals. Enforcement of control of excess bottom trawlers and popularization of semi pelagic trawls designed to operate a little distance above the sea bottom for off bottom resources will minimize disturbance on the sea bottom. Training and creating awareness in responsible fishing should be made mandatory requirements, to the coastal communities. They should be made wardens to protect the valuable resources for the benefit of sustainability. To protect the biodiversity and ecosystem health, the imminent need is to survey and make catalogue, identification of sensitive areas or hot spots and to adopt management strategies for the conservation and biodiversity protection of benthic fauna. The present study is a pioneering work carried out along Veraval coast. This thesis will provide a major fillip to the studies on impact of bottom trawling on the benthic fauna along the coast of India.

Studies on amylolytic bacteria in Cochin backwaters

This thesis Entitled Studies on amylolytic bacteria in cochin backwaters.This thesis presents a detailed account of the disribution of amylolytic bacteria in water. sediment. fishes ( Etroplus suratensis and Liza parsia) • prawns ( Penaeus indicus and Metapenaeus dobsoni) and clams ( Sunetta scripta and Meretrix casta) from Cochin backwaters. genera-wise distribution of amylolytic bacteria, ability of selected strains to grow and produce amylase at various physico-chemical conditions. Regulation of amylase synthesis anrt characters of amylases producer by these halophilic bacteria.Amylolytic bacteria are distributed widely in water. sediment. fishes. prawns and clams of Cochin back waters. 53% of the total isolates tested were capable of producing amylase. Maximum number of arnylolytic bacteria were present in Metapenaeus dobsoni. In general, the gut region of aquatic animals harboured more amylolytic bacteria than the gill or surface. These bacteria may help in the digestion of starch present in their food.Presence of ions in the medium was found to be essential for growth and amylase production. It was found that this ionic requirement is not highly specific. Sorlium chloride could be replaced by potassium chloride. or magnesium chloride to some extent I without affecting growth and amylase production. The important function of these ions may be to maintain the osmotic balance between the cells and their environment.All the isolates showed the ability to grow and produce amylase using raw-starches from cassava. plantain and potato .This property suggests their role in the rdegradation of native starches in the environment

Source Characterization of Sedimentary Organic Matter in a Tropical Estuary, Southwest Coast of India: A Biomarker Approach

The source, fate and diagentic pathway of sedimentary organic matter in estuaries are difficult to delineate due to the complexity of organic matter sources, intensive physical mixing and biological processes. A combination of bulk organic matter techniques and molecular biomarkers are found to be successful in explaining organic matter dynamics in estuaries. The basic requirement for these multi-proxy approaches are (i) sources have significantly differing characteristics, (ii) there are a sufficient number of tracers to delineate all sources and (iii) organic matter degradation and processing have little, similar or predictable effects on end member characteristics. Although there have been abundant researches that have attempted to tackle difficulties related to the source and fate of organic matter in estuarine systems, our understanding remains limited or rather inconsistent regarding the Indian estuaries. Cochin estuary is the largest among many extensive estuarine systems along the southwest coast of India. It supports as much biological productivity and diversity as tropical rain forests. In this study, we have used a combination of bulk geochemical parameters and different group of molecular biomarkers to define organic matter sources and thereby identifying various biogeochemical processes acting along the salinity gradient of the Cochin estuary

Spatangoid-produced ichnofabrics (Bateig Limestone, Miocene, Spain) and the preservation of spatangoid trace fossils

A spatangoid-produced ichnofabric is described from the Miocene Bateig Limestone, SE Spain. This ichnofabric is characterized by the dominant presence of large meniscate burrows (Bichordites) produced by irregular echinoids. This constitutes an unusual mode of occurrence for spatangoid bioturbation, as their traces are most typically preserved in bases and tops of sandstone event beds. In fact, despite their important role as burrowers in modern settings (that can be extended back to the Early Cretaceous based on their body fossil record), spatangoid trace fossils (Scolicia and Bichordites) are comparatively rare. Several factors play an important role in their preservation: mechanism of burrowing, sediment characteristics, early diagenesis and presence/absence of deep-tier burrowers. Spatangoid-produced ichnofabrics, such as those from the Bateig Limestone, characterize depositional settings with intermittent deposition of event beds where there is an absence of deeper-tier bioturbation. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved

Isolation of haloarchaea that grow at low salinities

Archaea, the third domain of life, were long thought to be limited to environmental extremes. However, the discovery of archaeal 16S rRNA gene sequences in water, sediment and soil samples has called into question the notion of Archaea as obligate extremophiles. Until now none of these novel Archaea has been brought into culture, a critical step for discovering their ecological roles. We have cultivated three novel halophilic Archaea (haloarchaea) genotypes from sediments in which the pore-water salinity was close to that of seawater. All previously reported haloarchaeal isolates are obligate extreme halophiles requiring at least 9% w/v NaCl for growth and are typically the dominant heterotrophic organisms in salt and soda lakes, salt deposits and salterns. Two of these three newly isolated genotypes have lower requirements for salt than previously cultured haloarchaea and are capable of slow growth at seawater salinity (2.5% w/v NaCl). Our data reveal the existence of Archaea that can grow in non-extreme conditions and of a diverse community of haloarchaea existing in coastal salt marsh sediments. Our findings suggest that the ecological range of these physiologically versatile prokaryotes is much wider than previously supposed.