PNRA0000003 - IBIZA - Iron-BInding organic ligands – planktonic microbes interactions in coastal and offshore Zones of the ross sea (Antarctica)

Comprendere meglio il ciclo biogeochimico del ferro e' fondamentale per predire i suoi cambiamenti negli oceani futuri. Il ciclo del carbonio, ovvero la produzione primaria nel Mare di Ross e' influenzata dalla biogeochimica di Fe. IBIZA esplorera' le relazioni tra i il comparto biotico microbico (procarioti e protisti) ed il comparto dei ligandi organici del ferro, all’interno dell’ipotesi di lavoro: le caratteristiche chimico-fisiche della colonna d’acqua strutturano le communita’ microbiche che a sua volta modulano le strategie per vincere la limitazione da ferro. L’approccio di IBIZA e’ multidisciplinare che armonizza metodi di ultima generazione di chimica analitica per la quantificazione del ferro biodisponibile, biologia molecolare per l’identificazione delle communita’ microbiche e dei geni attivamente trascritti e modelizzazione. Le attiva’ verranno sole nel Mare di Ross da Terra Nova Bay al Glomar-Challenger basin. Attività sperimentali on-board verranno allestite per capire il meccanismi biologici di interazione tra comunità microbiche ed il pool di ferro biodisponibile. IBIZA genererà conoscenza integrando la spedizione del ferro nei diversi pool biodisponibili con la struttura e profili di espressione genica dei microrganismi marini. Il goal di IBIZA e’ di capire meglio il ciclo biogeochimico del ferro ed il suo metabolismo in un oceano che cambia.

A better understanding of the biogeochemical cycle of iron is needed to predict changes in Fe availability in the future ocean. In fact, climate driven changes in the productivity of phytoplankton and microbial communities will impact Ross Sea Fe biogeochemistry, by modifying the balance among biological uptake, chemical speciation, vertical export and organic matter recycling. The project IBIZA will explore the interaction between planktonic microbes (prokaryotes and protists) and Fe-binding organic ligands (representing > 99% of the dissolved Fe pool) within the overarching hypothesis: “The physico-chemical features of the water column shape microbial planktonic communities that modulate their strategies for coping with iron limitation”. IBIZA’s innovative approach adopts a multidisciplinary methodological platform that complements classical physico-chemical measurements, with cutting-edge analytical chemistry and molecular biology methods (-omics) and onboard experiential activities. The sampling activities will be carried out in the Ross Sea from Terra Nova Bay to the Glomar-Challenger basin, thus potentially encompassing different physical (meltwater content), chemical (iron, nutrient and organic carbon concentration) and biological (phytoplankton biomass and assemblage composition) features. As a proof of concept, in situ analyses will be coupled to experimental activities in which microbes will be challenged by the supply of standard Fe organic ligands. Physical modelling will ultimately support the IBIZA data generation thus providing a potential oceanographic dynamic framework of the Ross Sea water column structure for Fe-planktonic microbes coupling. IBIZA will generate novel knowledge thus coupling the chemical features of Fe-organic ligands and dissolved Fe with gene profile expression of planktonic microbes. The project aims to produce a better understanding of the Fe-cycling and metabolism regulation in a changing ocean.