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Scientific Reports volume 13、記事番号: 1539 (2023) この記事を引用

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1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

化石化プロセス、特に有機材料の保存における細菌活動の役割はまだ十分に理解されていません。 ここでは、淡水と堆積物中のザリガニを使った制御されたタフォノミック実験の結果を報告します。 16S rRNA アンプリコン分析により、時間の経過に伴う細菌群集組成の発達が、腐敗および保存のさまざまな段階と相関していることが示されました。 3 つの主要な属、エロモナス属、クロストリジウム属、およびアセトバクテロイデス属が、淡水におけるザリガニの分解の主な原因であることが特定されました。 マイクロコンピュータ断層撮影法 (μ-CT)、走査型電子顕微鏡法 (SEM)、および共焦点ラマン分光法 (CRS) を使用すると、ザリガニの死骸が 24 °C の淡水中で分解する際、3 ～ 4 日後に内部から方解石クラスターが検出されました。 分解プロセス中の方解石クラスターの沈殿は、細菌属プロテオカテラの存在下で増加しました。 したがって、プロテオカテラは化石化に関与する細菌属の 1 つである可能性があります。

「Konservat-Lagerstätten」には、独特の軟組織の化石記録が残されており、それによって古代のコミュニティの多様性が描かれています 1,2。 軟組織の化石化に至るさまざまな段階は依然として不明瞭であり、特に細菌の活動の役割は十分に理解されていない。 生物の死の直後、リパーゼ、プロテアーゼ、アミラーゼなどの自己分解酵素が死んだ細胞の自己消化を開始し、栄養豊富な液体が放出されます3、4、5、6。 これらの栄養素は細菌の初期増殖をサポートし、その後加水分解性外酵素を生成して有機物の分解を続けます。 従属栄養性崩壊には、pH 値の変化が伴う場合があります。 これらの pH の変化により、有機材料や周囲の環境からイオンが放出される可能性があると考えられます。 遊離イオンは細菌の増殖をさらに阻害し、組織残存物の安定化をもたらし、最終的には本来の石灰化をもたらします7、8、9、10、11、12、13。 したがって、例えば石化などによるその後の保存プロセスの速度が分解速度よりも高いままである限り、初期の細菌の活動が優れた保存に重要な役割を果たしていると考えられます7、8、9、10、11、12、14。 16、17、18、19、20。

研究のほとんどは、細菌の活動を低下させるか、ミネラルの沈殿を促進する環境条件に焦点を当てています。 細菌の活動は、温度、pH値、塩分、酸素などの非生物的要因に大きく影響されます。 これらのパラメーターは、栄養素、酸素、細菌細胞密度、細菌の増殖段階の利用可能性に応じて、生息地にうまく定着したり、特定の分解性外酵素の生産を調節したりする菌株の能力に影響を与えます21、22、23。 プロテアーゼ、キチナーゼ、リパーゼなどの外部酵素は軟部組織の分解に寄与しますが、他の細菌の代謝特性（ウレアーゼ活性、アミノ酸代謝、有機酸の放出を伴う糖の発酵など）は直接的または間接的に石灰化プロセスを誘導する可能性があり 24、それによって細菌の分解に寄与することがあります。軟組織の保存に。 崩壊と石灰化は同時に起こり、組織の種類に特有であると考えられています 13,25。 軟組織の保存は、自己分解活性を低下させる嫌気性条件と関連していることが多く、微生物の分解に影響を与えると考えられています26、27、28、29、30、31、32、33、34、35。 しかし、これは細菌が酸素の減少した条件に対してさまざまな適応を示すことを考慮していません。 例えば、好気性海洋細菌である Pseudomonas tunicata は、好気条件下では海洋胚の仮形を形成しますが、酸素が利用できないか枯渇すると細胞の内部構造を破壊します 31。 さらに、硫酸塩還元細菌のような一部の偏性嫌気性微生物は、好気性細菌と同じ速さで有機物を分解することができます16,36。 さらに、タフォノミクス実験では、保存における嫌気条件の役割についてまだ合意に達していませんでした。 一部の結果は、好気性条件下で軟組織のより速い分解を示しています26、27、28、37が、他の実験結果は、嫌気性崩壊と比較して差異がないこと16、38、またはさまざまな酸素条件下でのまれな差異のみを示しています39、40。 特に、ある研究では、一部の刺胞動物組織が嫌気的条件下でさらに早く腐敗することが強調されました41。 また、嫌気性条件下で細菌によって誘発される特定の石灰化プロセスが、微生物の活動の低下よりも組織の保存にとって重要である可能性があることも示唆されています 14。

現在、動物のマイクロバイオーム (胃腸/外皮細菌叢) または動物が死亡したビオトープ (環境) からの、腐敗と保存のプロセスおよびその起源に対する個々の種の影響については、非常に限られた知識しかありません。 最初の結果は、おそらく左右相称生物の胃腸内細菌叢に由来する内因性微生物の安定化影響を示しました 34 が、Eagan 35 は、各生物が保存を支援するか腐敗を促進する個別のマイクロバイオームを示すことを強調しました 35。 したがって、腐敗過程を詳細に理解するには、さまざまな環境条件下での微生物の活動とそれに伴う有機的変化に焦点を当てた、制御され慎重に設計されたタフォノミック実験が必要です。 分解プロセスの調査は、抑制する必要がある崩壊の段階、または軟組織の保存に必要な特定の条件を作り出すために発生させる必要がある崩壊の段階を特定する機会を提供します。

この研究により、私たちは、優れた保存状態の化石への道を開く、崩壊と保存の間の複雑な相互作用の解明に貢献したいと考えています。 これは、16S rRNAアンプリコン分析による、制御されたタフォノミック淡水実験におけるCambarellus diminutus死骸の腐敗または保存中の細菌群集組成の時間依存的変化を分析した最初の実験的アプローチです。 軟組織の分解または保存における内在性および外来性の細菌叢の役割を解明するために、ザリガニを天然の湖水および堆積物中で 24 °C で培養しました。 オートクレーブ処理した湖水と堆積物を対照として使用した。 嫌気性条件と好気性条件を使用して、腐敗および潜在的な保存プロセスに対する酸素欠乏の影響を研究しました（図 1）。

実験設定の設計は 24 °C の一定温度で実施されました。 経験値 1は、未処理の水と堆積物を使用した好気的条件下で実施されました。 経験値 2 は、滅菌水と沈殿物を使用した好気条件下で実施されました。 経験値 3は、未処理の水と沈殿物を使用した嫌気条件下で実施されました。 経験値 4は、滅菌水と沈殿物を使用した嫌気条件下で実施されました。

現存するザリガニ Cambarellus diminutus [Hobbs 1945] の個体は、私たちの研究室で飼育されている繁殖タンク群落から採取されました。 動物は、60 × 30 × 30 cm のサイズの 54 L 水槽で、26 °C の一定の水温で飼育されました。 タンクはパイプ水で満たされ、亜鉛 (Zn) と鉛 (Pb) を中和し、塩素 (Cl) を除去して銅を結合するために、「Biotopol C」水質調整剤 (JBL, GmbH & Co. KG、ノイホーフェン、ドイツ) で強化されました (銅）。 ザリガニには、ザリガニの主食である「Crabs Nature」（Sera, GmbH、ハインスベルク、ドイツ）のみを与えました（成分は補足表1に記載されています）。

腸が部分的に満たされた144人が、二酸化炭素（CO2）雰囲気に置かれて屠殺された。 標本はマイクロスケールで計量する前に乾燥させませんでした。 長さは、頭胸の前端からテルソンを除いたプレオンの端まで測定されました（補足表2a、b）。 体系的な動物学的位置、Cambarellus diminutus の表皮の一般的な構造、および脱皮サイクルに関する情報は、補足情報に提供されます (補足図 1 および 2)。

この研究では、4 つの異なる実験設定が 24 °C の一定温度で実施されました (図 1 および補足図 3)。 2 つの実験は好気性条件で開始され、1 つの実験は未処理の湖水と堆積物を用いて行われ (実験 1)、もう 1 つは滅菌水と堆積物を用いて行われました (実験 2)。 さらに 2 つの実験が未処理 (実験 3) および滅菌沈殿物と水 (実験 4) を用いて行われましたが、嫌気条件は特定のガス発生システムによって確立されました (図 1)。

すべての実験では、184 本の滅菌ファルコン チューブ (50 mL) に、ドイツ、ボン・レットゲンの「アルテ トングルーベ」と呼ばれる淡水湖 (北緯 50 度 40 分 24.7 秒/7 度 04 度) から採取した約 6 g の沿岸堆積物を充填しました。東経'29.6インチ)。 144 個の標本がそれぞれこれらのファルコン チューブの 1 つ内の堆積物上に置かれ、40 個のファルコン チューブはザリガニ標本なしで残され、ブランク サンプルとして使用されました。 すべてのチューブには、同じ場所から採取した約 40 mL の湖水が充填されました。 無菌実験 (実験 2 および 4) では、水と沈殿物を 121 °C で少なくとも 20 分間オートクレーブ滅菌しました。 すべての実験は層流フードの下に設置されました。 嫌気性開始条件下での実験 (実験 3 および 4) は、還元剤として 10 mM β-メルカプトエタノール (Sigma-Aldrich Chemie GmbH、GER) を添加して準備されました。 嫌気条件は、ガス発生システム BD Difco™ GasPak™ EZ Anaerobier Pouch System (BD Becton, Dickinson and Company, USA) を使用して確立されました。 各実験には 7 日間のサンプリング日 (1 日目、2 日目、3 日目、4 日目、7 日目、14 日目、21 日目) があり、その時点で 2 匹の動物の形態学的変化が分析されました。 キューティクルの色、ガスの蓄積、および離断に注意が払われました。 次に標本を解剖し、実体顕微鏡 (Stemi 2000; Carl Zeiss Microscopy Deutschland GmbH、オーバーコッヘン、ドイツ) で検査しました。 解剖中の分析の焦点は、えら、消化腺、胃、腸、腹側神経索および筋肉組織の臓器の内部変化に設定されました (図 2)。 図 3 の方解石集合体の画像は、実体ズーム顕微鏡 (Axio Zoom. V16、Carl Zeiss Microscopy Deutschland、オーバーコッヘン、ドイツ) で撮影されました。 最終的な図は、Adobe Photoshop CS5 (Adobe、アイルランド共和国ダブリン) を 300 dpi で使用して作成されました。

24 °C で 21 日間の、腐敗したザリガニの主要な属の時間依存的な存在量と体領域および内臓の光学的崩壊。

分解したザリガニの内部に方解石が沈殿。 (a) Exp.の方解石の総体積の増加の中央値。 24 °C の一定温度で 21 日間保存した図 1 ～ 4 には、キューティクルの内側の方解石クラスター (黄色の構造) の再構築された 3D モデルを示す個人の半透明の 3D モデルが含まれています。 (b) RRUFF ラマン データベース (#R060070、0R060070、*R04017042) から取得した、結晶質アパタイト、アラゴナイト、および方解石のラマン参照スペクトルと比較した、観察された結晶クラスターの代表的なラマン スペクトル。 結晶クラスターのラマン スペクトルは、典型的には結晶化した方解石と β-カロテン、アスタキサンチンの主要なラマン バンドを示します。 (c) 3 つの石灰化した剛毛 (ピンクの矢印) を持つ半円形の方解石クラスターの光学画像。 (d) (c) に示した方解石クラスターの SEM 画像。

他の 3 つのザリガニの標本は、微生物学的変化を分析するための DNA 抽出に使用されました。 ザリガニがいない場合のマイクロバイオーム、周囲の水および堆積物の変化を監視するために、組織を含まないブランクサンプルを1、7、14、21日目に実施し、すべての試験を対照として3回繰り返して実施しました。 各実験の開始時には、死骸は完全に関節を形成しており、色は青色でした。 さらに、死骸には共生生物、寄生生物、または共生生物は見つかりませんでした。

DNA 抽出の前に、水サンプルを PORAFIL® NC フィルター (d = 0.25 μm、Macherey-Nagel GmbH & Co. KG、GER) で濾過しました。 次にフィルターを小片に切断し、750 μL の ZymoBIOMICS Lysis 溶液を含む ZR BashingBead™ Lysis Tube (0.1 および 0.5 mm) に移しました。 フィルターおよび組織サンプルのビーズビーティングは、Precellys(登録商標)ホモジナイザー(Bertin Technologies SAS、Montigny Le Bretonneux、FR)を用いて、6000×gで30秒間実施した。 DNAは、ZymoBIOMICS DNA/RNA Miniprep Kit (Zymo Research, USA)を製造業者の指示に従って使用して抽出した。 DNA を 50 μL DNase/RNase フリー水で溶出し、NanoDrop™ OneC Microvolume-UV/VIS 分光光度計 (Thermo Fisher Scientific Inc.、米国) で DNA 濃度を μL あたりの ng 単位で測定しました。

16S rRNA 遺伝子配列決定では、16S rRNA 遺伝子配列の V4 可変領域を、16s-515F (GTG CCA GCM GCC GCG GTA A) および 16s-806R (GGA CTA CVS GGG TAT CTA AT) の特異的 16S プライマーを使用して増幅しました43。 。 PCR 反応は、HotStarTaq Plus Master Mix Kit (Qiagen、米国) を使用したシングルステップ PCR として実行され、95 °C で 5 分間の初期変性、その後の 95 °C 30 秒の 30 ～ 35 サイクルが含まれていました。 53 °C で 40 秒、72 °C で 1 分間、最終伸長ステップは 72 °C で 10 分間です。 ペアエンドシーケンシング (bTEFAP®) は、Molecular Research DNA (http://www.mrdnalab.com、米国シャローウォーター) により、メーカーのガイドラインに従って MiSeq 上で実行されました 44。 生の配列データは、特に明記されていない限り、デフォルトのパラメーターを使用して QIIME245 を介して処理されました。 DADA2 パイプラインは、配列の品質管理、ノイズ除去、およびキメラ フィルター処理に使用されました 46。 99% の同一性でクラスター化された最終的な ASV (アンプリコン配列バリアント) の分類分類は、特に 515F/806R rRNA 領域について SILVA データベース リリース 138 に対してトレーニングされたナイーブ ベイジアン分類器を使用して実行されました 47,48。

サンプリング日ごとに、細菌種の培養のために水と組織のサンプルが準備されました。 簡単に言うと、バイオフィルム形成種を分離するためにザリガニ組織の表面を拭き取りました。 スワブを、10 の異なる希釈度で 1% グルコースを加えたトリプトン ソイ ブロス (TSB) 培地中で 30 °C で 3 日間インキュベートし、その後 5% 羊血 (COL [BD™、Becton, Dickinson and Company、米国ニュージャージー州]）をさらに栽培します。 さらに、50 μL の水サンプルを選択寒天プレート (例、R-2A [Sigma-Aldrich、セントルイス、米国]、MacConkey 寒天 [BD™、Becton、Dickinson and Company、ニュージャージー州、米国]、最小 LB 培地 [2.5 g/L トリプトン、2.5 g/L NaCl、1.25 g/L 酵母エキス、18 g/L 寒天、pH 7.5]) を使用し、30 °C で最大 1 週間インキュベートしました。 さらなる単離をCOL寒天上で実施した。 純粋培養物は、マトリックス支援レーザー脱離/イオン化飛行時間型質量分析法 (Microflex® LT MALDI-TOF/MS Bruker Corporation、ビレリカ、米国) または 16S rRNA 遺伝子配列決定によって同定されました。 配列決定は GATC Biotech AG (GER) によって実行され、配列は EZBioCloud データベース 49 と比較されました。

アルファ多様性メトリクスの分析は、R パッケージ「vegan」（バージョン 2.5.650）を使用して実行されました。統計と微生物群集構成の視覚化は、R パッケージ「ggplot2」51 を使用して実行されました。

最初の 4 日間で、Exp. 1 ～ 4 (E1-21.1 ～ E1-21.3、E2-21.1 ～ E2-21.3、E3-21.1 ～ E3-21.3、E4-21.1 ～ E4-21.3) は最初に 1 日に 1 回スキャンされ、その後 7、14 日後にスキャンされました。ボン大学地球科学研究所にある phoenix|x-ray v|tomex s 240 マイクロコンピュータ断層撮影 (μ-CT) スキャナー (GE Measurement & Control、GER) を使用して 21 日間。 各データセットの解像度は 38 µm です。 スキャンは 80 kV および 100 μA で実行されました。 投影ごとに 3 つのフレームが 500 ミリ秒のタイミングで取得され、合計 1000 の投影が行われました。 μ-CT データは、ソフトウェア VG Studio Max 3.2 (Volume Graphics、ハイデルベルク、ドイツ [https://www.volumegraphics.com/de/produkte/vgsm/whats-new-in-vgstudio-max-3-2)] を使用して処理されました。 -x.html]) および Avizo 8.0 (Thermo Fisher Scientific、シュヴェルテ、ドイツ [https://www.thermofisher.com/de/de/home/electron-microscopy/products/software-em-3d-vis/avizo- software.html]) を使用して、標本内部の析出結晶クラスターや胃の内部にある胃石を再構成して視覚化します。 さらに、Avizo 8.0 は、ポリゴン 3D サーフェス モデルの体積測定に使用されました。

結晶クラスター（存在する場合）を死骸から取得し、ボン大学地球科学研究所にあるLabRam HR800共焦点ラマン分光計（Horiba Scientific）で分析した。 励起源として 100 mW 784 nm ダイオード レーザー、600 溝/mm の回折格子、開口数 0.9 の 100 × 対物レンズを使用しました。 共焦点穴サイズと分光計入口スリット サイズは、それぞれ 1000 μm と 100 μm に設定されました。 これらの設定では、スペクトル分解能は 4.6 cm-1 でした。 総露光時間は 2 分で、30 秒の蓄積を 4 回行いました。

結晶クラスター（存在する場合）を切り出し、冷却スパッターコーター（Cressington Sputter Coater 108 マニュアル、Tescan GmbH、ドルトムント、ドイツ）を使用して金の薄層でコーティングしました。 続いて、サンプルを「環境」走査電子顕微鏡 (SEM) ユニット (TESCAN VEGA 4 LMU) で 20 keV の SE 検出器を使用してスキャンしました。 画像は1536×1331ピクセル、16ビットです。 各 SEM 画像の作動距離は、図のキャプションに記載されています。

好気条件下（実験 1）の未処理の湖水では、2 日目にクチクラの色の変化と強い腐敗臭が観察されました。同様の観察が、好気条件（実験 2）および嫌気条件（実験 2）の滅菌湖水で行われました。 4) 未処理の湖水中で嫌気条件下で 3 日後および 4 日後も (実験 3) (図 2 および補足表 3)。 7 日目には、すべての実験においてザリガニの表皮は柔らかくゼリー状に見えました。

無酸素条件下（実験 3 および 4）では、水の処理に関係なく、最初は白い筋肉が 3 日目にピンク色の変色を示しましたが、有酸素条件下で開始した実験では 4 日目に同じ変化が認められました（実験 3 および 4）。 1と2）。

すべての実験のすべての個体において、嫌気条件下でインキュベートされていた個体の消化腺と同様に、胃が最初の 4 日以内に分解されました (図 2)。 好気的条件下では、最終的に 1 週​​間で消化腺を確認することができました。 この時間が経過すると、筋肉は果肉状になり、キューティクルは半透明でゼリー状になりました。 腹側神経索、腸、およびえらは、実験結果の個体のえらを除いて、どの動物でももはや見ることができませんでした。 2 (好気性、無菌) (図 2)、14 日目まで確認できました。

2週間後、Exp.の堆積物と死骸が得られました。 1～3はExp.1で出現した黒い層で覆われていました。 4 (嫌気性、無菌) 21 日後のみ。 さらに、Exp.1 の個体では鰓周囲に腐敗ガスの蓄積が認められました。 1（好気性、未処理）、通常の研究期間の3日後、24日目に個体E1-21.1の浮遊頭胸が剥離しました（補足図4a）。 個体E1-21.3の頭胸部は、24日目にも部分的にのみプレオンから分離され、浮遊し、ぶら下がった体の残骸を保持しました（補足図4b）。

他の実験の標本ではガスの蓄積は認められませんでしたが、実験の個体では頭胸部からプレオンが分離していることが観察されました。 ２（好気性、無菌）７日後および実験のザリガニ標本において。 3 (嫌気性、未処理) 2 週間後。

4 つの実験における微生物群集組成 (MCC) の時間的連続を分析するために、3 つの独立した生物学的複製を使用して 7 つの時点で 16S rRNA アンプリコンの配列決定を実行しました。 三つ組内の細菌の継承は同等であり、異なる傾向の解釈が可能でした。 堆積物の MCC は季節を通して安定していました (補足表 4)。 シャノン指数 52 を介して計算された α 多様性は、最初の 3 日以内にすべての条件下で減少しました。 対照実験 (実験 2: 好気性、無菌; 実験 4: 嫌気性、無菌) では、多様性はシャノン指数約 1.5 付近で安定していましたが、天然の湖水での実験では、わずかな増加が検出されるまでにわずかな増加が検出されました。実験の終了（補足表5、補足図5を参照）。 すべての実験において、最初の日のサンプルは大量のプロテオバクテリアを特徴としていましたが、4日後、ファーミクテス門とバクテロイデス門が優勢になりました（補足表6を参照）。 残留酸素が消費された後、偏性嫌気性細菌がすべてのサンプルで引き継がれました。 未処理の湖水と堆積物を用いて行われた実験 (実験 1 および実験 3) における MCC は、最初はエロモナス属によって優勢でした。 これらの細菌は 1 日目に動物にすでに存在していました (補足表 7)。 エロモナドはクロストリジウム属菌に負けました。 実験の中盤。 ザリガニ個体の胃と消化腺が崩壊した後、アセトバクテロイデス属の種が増加しました。 プロテオカテラ属の存在量が少ない。 Expで見つかりました。 １（好気性、未処理）およびＥｘｐ． 一方、この属は無菌対照には存在しなかった（実験２および実験４）。 ここで、MCC は互いに異なります。 経験値 ４（嫌気性、無菌）は、Ｅｘｐ．４と同等の細菌の進行を示した。 1と実験。 ３（両方とも未処理）、ただしエロモナス属。 は、両方の対照実験（実験２および実験４）において二相ブルーム、すなわち、クロストリジウム種の増加を伴う一時的な減少を示した。 何日か。 Exp の初期減衰。 ４（嫌気性、無菌）は、Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ Ｂａｃｉｌｌｏｐｌａｓｍａ ｓｐ．の存在を示した。 およびBacillus sp.の分解動物は、Exp.の分解動物である。 2（好気性、無菌）には、最終サンプル中でスポロバクター属の胞子形成細菌（ルミノコッカス科NK4A214グループ）およびルミニクロストリジウムが定着しました（すべての属のMMCについての図2および補足表8）。 分離された細菌株とその特性を補足表 9に示します。

μ-CT 画像は、実験 1 の個々の標本 E2-21.2 の首足から始まるすべての実験設定で結晶クラスターの沈殿を明らかにしました。 2 試験片 E2-21.3、E3-21.2、および E4-21.3 では 2 日後または 3 日後にすでに発生しています。 4 日後、結晶クラスターがすべての個体で沈殿しました (補足表 10a)。 崩壊が進行するにつれて、結晶構造が頭胸部の腹側、周足類の内側、腹足類の寛骨の内側、テルギテスの腹側外側に沿って、テルソン、およびウロ足類で観察された。 さらに、μ-CT画像から、これらの結晶クラスターはキューティクルの内側にのみ析出していることが分かりました。 Expのすべてのスキャンされた標本。 １（好気性、未処理）およびＥｘｐ． 2 (好気性、無菌) には 1 対の胃石が含まれていました。 結晶クラスターと胃石の多角形 3D 表面モデルの体積測定では、結晶クラスターの体積の増加と、同時に進行性の崩壊に伴う胃石の体積減少が示されました (補足表 10b)。 重要なことは、無菌条件下で実施された実験（実験２および実験４）では、未処理の沈殿物および水で実施された実験（実験１および実験３）と比較して、より少ない結晶クラスターの総体積が観察されたことである。 また、実験における結晶クラスターの総体積は、 4（嫌気性、無菌）は実験終了前に減少しました（図3a）。

ラマン分析により、結晶クラスターが整然とした方解石結晶で構成されていることが明らかに明らかになりました（図3b）。これは、1085 cm-1付近の完全に対称なv1（CO3）伸縮振動バンドと154 cm-1付近のバンドの存在によって識別できます。 281 cm-1 は方解石の格子振動に帰属され、後者は非晶質炭酸カルシウム (ACC) には存在しません。 さらに、結晶クラスターのラマン分析のいくつかは、結晶方解石とβ-カロテン、アスタキサンチン（AXT）の基本バンドを含む混合スペクトルを示しました（図3b）。これは、1157および1517 cm-付近の典型的な高強度モードによって識別されました。これらは、それぞれポリエン鎖結合の C=C および C-C 伸縮振動に割り当てられます 53、53、55。 AXT標準から得られたスペクトルと比較すると、〜1517cm-1バンドの周波数に小さいながらも明らかな偏差が観察され、これはおそらくAXTの構造の違いに関連している可能性があります。

SEM画像には、実験終了時にサイズが100〜900μmまで異なる、沈殿した方解石クラスターのいくつかの構造が示されました（補足図6a〜f）。 個体E1-21.3の周足類の内部に1つの方解石構造が見つかり、石灰化した表皮の残骸と3つの羽毛状の剛毛がありました（図3c、d）。 方解石クラスターの大部分は球形（補足図6d）または双球形でした。 一部の結晶クラスターは多かれ少なかれ楕円形で、一端に1つまたは2つの丸い肥厚がありました（補足図6c、e、f）。 すべての方解石構造は赤みがかった変色を示し、キューティクルの内側で発見されました（図3cおよび補足図6a）。

これは、淡水における軟部組織の腐敗と節足動物の保存における細菌の継承に関する初めての詳細な調査である。 さまざまな事前定義パラメータの下でのザリガニ C. diminutus の腐敗中の微生物分析では、すべての実験で再現可能な群集の継承が示されました。 私たちの実験の開始時に組織を支配し、酸素の存在下でも非存在下でも増殖できる通性嫌気性細菌は、偏性嫌気性微生物によって急速に打ち負かされました。 同様の変化は、マウス、ブタ、人間の地上腐乱に関する法医学でも報告されています56、56、57、59。 7 日後、栄養素の減少とエネルギーを生成するための代替代謝経路の必要性により細菌叢が変化することがよくあります 60。 1 (好気性、未処理)、Exp. ３（嫌気性、未処理）およびＥｘｐ． 4 (嫌気性、無菌)。 当初、腐敗した死骸にはプロテオバクテリア門が生息していましたが、後に主にファーミクテス属とバクテロイデス属が検出されました（補足表6を参照）58、61、62。 腐敗したザリガニのマイクロバイオームは、エロモナス属、クロストリジウム属、アセトバクテロイデス属の 3 つの主要な属で構成されていました。 すべての実験において、エロモナス属は初期段階で死骸に定着し、2 日目と 3 日目に最大数に達しました。これらの通性嫌気性水中細菌は遍在的に存在し 63、淡水および汽水中での死骸の分解に重要な役割を果たしています 64,65。 これらは病原体でもあり、魚や他の動物、さらには免疫力の低下した人間の感染症を引き起こします66。 病原性種 A. ハイドロフィラ、A. サルモニシダ、および A. ベロニが実験から分離され、Lobb62 が魚について実証したように、水生生物の腐敗におけるエロモナスの顕著な役割が確認されました。 分離株の多くはバイオフィルム形成菌でした。 エロモナス属の優占初期の崩壊過程では、宿主細胞の溶解に寄与する特定の溶血素、プロテアーゼ、キチナーゼ、リパーゼなどのさまざまな外酵素の分泌によって説明できます62、67、67、68、69、71。

2 または 3 日後、クロストリジウムの量はすべての実験でエロモナスの減少と同時に増加し、7 日目に最大値に達しました。クロストリジウムは嫌気性感染症およびヒトおよび動物の組織の腐敗と関連しています 30,58,61,62,72は、さまざまな生物の消化管や土壌によく見られます73,74。 それらは無菌対照にも存在し、堆積物中にはほとんど検出されなかったため（補足表4を参照）、それらはザリガニ個体の消化管または体表面に存在した胞子に由来するに違いありません。 この属は法医学実験でも頻繁に検出されます56、58、60、61。 この属のいくつかの種は、コラーゲンとヒアルロン酸を切断し、細胞膜を破壊する毒素を生成することができ、その結果、死体から新鮮な栄養素が放出されます75、75、76、78。 したがって、栄養素の欠如が、そもそも死骸に定着していたエロモナドの減少に寄与した可能性があります。 酸素欠乏症は実験の実験装置の一部でした。 3とExp。 4 または実験の微生物の活動によって開発されました。 1と実験。 214. その後、すべての実験でエロモナス sp. およびクロストリジウム属。 Exp.を除き、7日目以降はリケネラ科（Acetobacteroides sp.）に競り勝った。 ２（好気性、無菌）では、この属は存在せず、エアロモナドの二次増加が観察された。 アセトバクテロイデス属厳密に嫌気性であり、高分子糖 (グリコーゲン)、ヘキソース、ペントース、トリプトンを酢酸、CO2、H279 に発酵させます。 この属の増加は、甲殻類のグリコーゲンの貯蔵器官である胃と消化腺の崩壊と同時に起こりました80。これは、これらの栄養豊富な器官の破壊による基質の遊離が、アセトバクテロイデス属の増殖を支援した可能性があることを示しています。 あるいは、この属がこれらの体の部分に自然に生息しているということです。 C. diminutus などの十脚目の種であるテナガエビ Macrobrachium nipponense の腸には、Acetobacteroides のメンバーがいます 81。 1日目の組織対照も関連種を示したので(補足表7を参照)、したがって実験ではアセトバクテロイデスが存在しないことに留意されたい。 2は意外ですね。

ミネラルの沈殿は、軟体生物の保存において重要なステップとなることがよくあります82。 すべての実験において、程度は異なるものの、ザリガニの甲羅の内側に方解石結晶の沈殿が検出されました。 Exp. 図１および３（未処理）では、酸素含有量とは無関係に、実験１よりも多量の方解石が沈殿した。 ２および４（滅菌）（図３ａ）。 実験における方解石（TVC）の総体積は、 4 は 7 日目にはさらに減少しましたが、これは標本内部の微生物の活動による pH の酸性化によって説明できます 83。 pH は、分解される基質に依存し、サンプル内の活性な代謝経路に応じて変化する可能性があり、その結果、タフォノミクス実験における局所の化学環境と鉱物の沈殿に影響を与える可能性があることが判明しました 39,84,85。 ザリガニの場合、方解石の沈殿は体の大きさおよび/または現在の脱皮期の段階に依存することが観察されました83。 各脱皮期の開始時に、表皮からのカルシウムイオンが表皮層から溶解し、血リンパ循環系を介して心臓の胃壁内に輸送され、「胃石」と呼ばれるカルシウム貯蔵結節が形成されます。タンパク質キチン繊維と非晶質炭酸カルシウム (ACC)86,87。 したがって、これらのカルシウムイオンは、死後の方解石の沈殿に限られた範囲でしか利用できません83。 ただし、比較された個体は体の大きさ（補足表2a、bを参照）や脱皮段階（補足表10b）にほとんど差がないため、これらの要因は方解石の沈殿の有意な違いを説明できません。

マイクロバイオーム配列決定の結果、実験のサンプル中にプロテオカテラ属が存在することが明らかになりました。 1と実験。 未処理の湖水では３であったが、実験では存在しなかった。 2とExp。 4 (無菌対照)。 これまでのところ、標準種の Proteocatella sphenisci のみが培養されています。 これは、魚や甲殻類を食べるマゼラン ペンギン (Spheniscus magellanicus88) の排泄物から分離されました。 プロテオカテラ属の未培養のメンバーは、廃水、河川、飲料水、腸内細菌叢から記載されています 89,89,91。 しかし、この属は、チリ南部の浅い亜極地の淡水ラグナ ラルガで見られる炭化トロンボライトのマイクロバイオームの一部も形成しています92。 もう一つの興味深い事実は、Proteocatella spp. は、ネコ科動物 93 およびイヌ科動物 94,95 の歯垢の成分として知られており、石灰化して歯石 96 になる可能性があります。 したがって、プロテオカテラ属の種は、実験のザリガニの死骸における方解石の沈殿をサポートした可能性があります。 1と実験。 3 であり、化石化の原因となる属の 1 つである可能性があります。 オシリバクター属およびDesulfovibrio sp. また、少量ではあるものの、未滅菌水を使った実験でのみ存在しました。 両方の属は、石灰化97、97、99またはプラーク形成100のいずれかに関連しています。

嫌気性および特に還元性の条件は、初期の腐敗プロセスに関与する自己分解酵素を阻害し、外部のスカベンジャーを排除するため、軟組織の分解を遅らせると広く考えられてきました29,30,31,32,33,34,35。バイオターベーション31,38,101。 しかし、私たちの実験では、ザリガニの組織は好気性の開始条件下でも嫌気性の開始条件でも同様に分解されました。 これはおそらく、すべての実験設定において短時間内に嫌気条件が確立されたことによるものである。なぜなら、オービタルシェーカー上での培養による人工通気は死骸を破壊してしまい、したがって不可能であるからである9、14、26、85。 同等の減衰パターンのもう 1 つの説明は、実験における自己分解活性の阻害が不十分である可能性があります。 酸素の存在下では、胃は 2 日後に分解されましたが (実験 1、実験 2)、消化腺とは対照的に、嫌気的条件下ではこの器官は 3 日目まで無傷のままでした (実験 3、実験 4)。それは後に酸素環境で崩壊した。 分解前、筋肉は白からピンク色への色の変化を示しましたが、これは有酸素条件下よりも無酸素条件下の方が早く検出され、これはおそらくアスタキサンチン (AXT) の放出と拡散によるもので、アスタキサンチン (AXT) という色素が通常筋肉内でα-クルスタシアニンタンパク質複合体に結合していることが原因と考えられます。生きている甲殻類の甲羅102． 実際、クチクラの内側に沈殿した方解石クラスターへのアスタキサンチンの拡散も観察されました（図3b、c）。

他の実験では、さまざまな酸素条件下で no16、38、39、40 またはまれに減衰速度の違いを検出することもできました。 ハンシーとアントクリフ 41 は、一部の組織構造は酸素の存在下でよりよく保存されることさえ示しました。 以前の実験では、小さな生物をβ-メルカプトエタノールとインキュベートすることによって還元条件が確立されました34,35,103。 我々の結果は、以前のプロトコルでは自己分解プロセスの効率的な阻害を保証できなかったため、還元剤の濃度を生物の体の大きさに適合させる必要があることを示しています。

生物のマイクロバイオームは個別であるため、分解と保存に異なる影響を与える可能性があり 35,104、したがって、自然界における個別の保存の可能性を仮定することができます。 しかし、これらの実験では、すべての動物が同じ水槽から来ており、生物学的複製は微生物の継承と組織の破壊において同じ傾向を示しました。 微生物を分解または保存する起源の分析は複雑で、主要な細菌のほとんどは水や堆積物だけでなく組織にも存在する可能性がありました。 さらに、微生物群集の構成と、それらが軟部組織の腐敗と保存に及ぼす影響の分析は、海洋分解者である P. tunicata など、さまざまな環境構成下で変動する挙動を示す細菌によって妨げられています 31。 細菌の挙動とその活性な代謝経路に関するさらなる情報を得るには、トランスクリプトーム解析を実行する必要があります。

結論として、淡水魚で報告されている「ネクロバイオーム」62を厳密に再現するエロモナス、クロストリジウム、アセトバクテロイデスの一連の固定分解者が、Cambarellus diminutus の異なる実験条件下で観察されました。 これらの細菌の存在は動物内での結晶方解石の形成を伴い、特にプロテオカテラ属の存在下で顕著でした。

この研究に関連するすべての生配列データは、国際ヌクレオチド配列データベース (INSDC) の協力パートナーである欧州ヌクレオチド アーカイブ (ENA) (欧州バイオインフォマティクス研究所、EMBL-EBI) データベース [研究受託番号: PRJEB51206] に保管されています。 https://www.ebi.ac.uk/ena/browser/view/PRJEB6609。

Seilacher、A. 構造形態学の作業コンセプト。 Lethaia 3、393-396 (1970)。

記事 Google Scholar

Seilacher、BA、Reif、W.-E. & Westfal, F. 化石ラーガーシュテッテンの堆積学的、生態学的および時間的パターン。 フィロス。 トランス。 R. Soc. ロンド。 B 311、5–23 (1985)。

記事 ADS Google Scholar

ネブラスカ州ギボンズおよびイギリス、リード 無菌組織における自己消化がその後の細菌分解に及ぼす影響。 Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ． 19、73–88 (1930)。

記事 CAS Google Scholar

Singhal, PK、Gaur, S. & Talegaonkar, L. アイヒホルニア・クラッシペスの分解に対するさまざまな崩壊プロセスの相対的な寄与。 アクアト。 ボット。 42、265–272 (1992)。

記事 Google Scholar

ヴァス、AA 墓を超えて—人間の腐敗を理解する。 微生物。 今日 28、190–193 (2001)。

Google スカラー

Penning, R. 体系的な法医学 (Uni Med-Verlag Bremen、2006)。

Google スカラー

Petrovich, R. バージェス頁岩および他のいくつかの古典的な産地の軟体で軽装甲の動物相の化石化のメカニズム。 午前。 J.Sci. 301、683–726 (2001)。

記事 ADS CAS Google Scholar

ルイジアナ州ウィルソンおよびニュージャージー州バターフィールド バージェス頁岩型圧縮化石の保存に対する堆積物の影響。 Palaios 29、145–153 (2014)。

記事 ADS Google Scholar

Naimark, EB et al. さまざまな粘土での崩壊: 軟組織の保存への影響。 古生物学 59、583–595 (2016)。

記事 Google Scholar

Naimark、EB、Kalinina、MA、Shokurov、AV、Markov、AV & Boeva、NM 粘土コロイド中のアルテミア塩水の崩壊: 14 か月にわたる亜化石の実験的形成。 J.古生物学。 改訂 90、472–484 (2016)。

記事 Google Scholar

Naimark, EB、Boeva, NM、Kalinina, MA & Zaytseva, LV 埋もれた有機残留物と周囲の堆積物の相補的変化: 長期タフォノミック実験の結果。 パレオントル。 J. 52、109–122 (2018)。

記事 Google Scholar

Naimark, EB、Kalinina, MA & Boeva, NM 長期間のタフォノミック実験における小型甲殻類の外部解剖学の持続性。 Palaeo 33、154–163 (2018)。

記事 ADS Google Scholar

Jauvion, C. et al. 優れた保存には迅速な生分解が必要です。ラ・ヴォルト・シュル・ローヌ（ジュラ紀、カロヴィアン、フランス）産のティラコセファラン標本。 古生物学 63、395–413 (2020)。

記事 Google Scholar

Sagemann, J.、Bale, SJ、Briggs, DEG & Parkes, RJ 有機物の腐敗に伴う自生鉱物の形成の制御: 実験的アプローチ。 ゴチム。 コスモチム。 Acta 63、1083–1095 (1999)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Martin, D.、Briggs, DEG & Parkes, RJ 無脊椎動物の卵への堆積物粒子の付着と軟体化石の保存の実験。 J. Geol. 社会 161、735–738 (2004)。

記事 ADS CAS Google Scholar

ペンシルバニア州アリソン タンパク性の巨大化石の崩壊と石化における酸素欠乏の役割。 古生物学 2、139–154 (1988)。

記事 Google Scholar

ブリッグス、DEG 実験的タフォノミー。 Palaios 10, 539–550 (1995)。

記事 ADS Google Scholar

Gehling, JG 終末原生代珪砕土中の微生物マット: エディアカラのデスマスク。 Palaios 14、40–57 (1999)。

記事 ADS Google Scholar

Carpenter, K. 骨化石化における細菌の役割の実験的研究。 N.Jb. ゲオル。 パラオント。 うーん。 2、83–94 (2005)。

Google スカラー

マクナマラ、メイン 他中新世のカエルにおける軟組織の保存、スペインのリブロス: 腐敗微小環境の起源についての洞察。 Palaios 24、104–117 (2009)。

記事 ADS Google Scholar

McAdams, HH、Srinivasan, B. & Arkin, AP 細菌における遺伝子制御システムの進化。 ナット。 ジュネ牧師。 5、169–178 (2004)。

記事 CAS Google Scholar

Barbieri, G.、Albertini, AM、Ferrari, E.、Sonenshein, AL & Belitsky, BR 枯草菌の主要な細胞外プロテアーゼ遺伝子の制御における CodY と ScoC の相互作用。 Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ． 198、907–920 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Hertel, R.、Meyerjürgens, S.、Voigt, B.、Liesegang, H. & Volland, S. Small RNA を介した Bacillus licheniformis におけるサブチリシン産生の抑制。 科学。 議員 7、1–11 (2017)。

記事 Google Scholar

ヒルシュラー、A.、ルーカス、J.、ヒューバート、J.-C. アパタイト生成への細菌の関与。 FEMS 微生物。 エコル。 6、211–220 (1990)。

記事 Google Scholar

Wilby, PR、Briggs, DEG & Riou, B. ジュラ紀の金属鉱床における軟体無脊椎動物の石灰化。 地質学 24、847–850 (1996)。

2.3.CO;2" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1130%2F0091-7613%281996%29024%3C0847%3AMOSBII%3E2.3.CO%3B2" aria-label="Article reference 25" data-doi="10.1130/0091-7613(1996)0242.3.CO;2">記事 ADS CAS Google Scholar

Briggs、DEG & Kear、AJ 多毛類の崩壊と保存: 軟体生物におけるタフォノミック閾値。 古生物学 19、107–135 (1993)。

記事 Google Scholar

Briggs、DEG & Kear、AJ 鰓口瘻の崩壊: コノドントおよび他の原始的な脊索動物における軟組織の保存への影響。 Lethaia 26、275–287 (1993)。

記事 Google Scholar

Martin, D.、Briggs, DEG & Parkes, RJ 無脊椎動物の卵の実験的石灰化と新原生代の胚の保存。 地質学 31、39–42 (2003)。

2.0.CO;2" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1130%2F0091-7613%282003%29031%3C0039%3AEMOIEA%3E2.0.CO%3B2" aria-label="Article reference 28" data-doi="10.1130/0091-7613(2003)0312.0.CO;2">記事 ADS CAS Google Scholar

Raff, EC、Villinski, JT、Turner, FR、Donoghue, PCJ & Raff, RA 実験的なタフォノミーは、化石胚の実現可能性を示しています。 PNAS USA 103、5846–5851 (2006)。

記事 ADS CAS Google Scholar

ラフ、ＥＣら。 胚の化石化は、微生物のバイオフィルムによって媒介される生物学的プロセスです。 PNAS USA 105、19360–19365 (2008)。

記事 ADS CAS Google Scholar

ラフ、RA et al. 軟組織のタフォミーにおける微生物の生態とバイオフィルム。 Palaios 29、560–569 (2014)。

記事 ADS Google Scholar

ニュージャージー州ゴストリングら。 実験的タフォノミーに照らして、左右相称動物の初期の胚発生に関する化石記録を解読する。 進化。 開発者 10、339–349 (2008)。

記事 Google Scholar

Hippler, D.、Hu, N.、Sheiner, M.、Scholtz, G. & Franz, G. 甲殻類の卵の実験的石化は驚くべき組織の保存につながる: 先カンブリア紀からカンブリア紀の胚の化石化に対する新たな意味。 生物地球科学。 話し合う。 8、12051–12077 (2011)。

ADS Google Scholar

Butler, AD、Cunningham, JA、Budd, GE & Donoghue, PCJ アルテミアの実験的タフォミーにより、崩壊と化石化の媒介における内因性微生物の役割が明らかになりました。 手順 R. Soc. Bバイオル。 科学。 282、1–10 (2015)。

Google スカラー

イーガン、JLら。 胚および幼虫のタフォミーにおける内因性細菌の同定と作用機序。 Palaios 32、206–217 (2017)。

記事 ADS Google Scholar

デラウェア州キャンフィールド 海洋堆積物中の有機炭素の保存に影響を与える要因。 化学。 ゲオル。 114、315–329 (1994)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Gostling, NJ、Dong, X. & Donoghue, PCJ 個体発生学とタフォノミー: ブラインシュリンプ Artemia salina の発生に関する実験的タフォノミー研究。 古生物学 52、169–186 (2009)。

記事 Google Scholar

Kidwell, SM & Baumiller, T. 通常のエキノイドの実験的崩壊: 温度、酸素、および崩壊閾値の役割。 古生物学 16、247–271 (1990)。

Google スカラー

Briggs、DEG & Kear、AJ エビの崩壊と石化。 Palaios 9、431–456 (1994)。

記事 ADS Google Scholar

Bartley, JK シアノバクテリアの現実主義的タフォノミー: 先カンブリア紀の化石記録への示唆。 Palaios 11、571–586 (1996)。

記事 ADS Google Scholar

ハンシー、AD とアントクリフ、JB 酸素欠乏症は刺胞動物組織の崩壊速度を高める可能性があります: マタタビを使用して初期の化石記録を理解します。 地質生物学 18、167–184 (2020)。

記事 Google Scholar

Laetsch T. & Downs, RT RRUFF プロジェクトとアメリカの鉱物学者の結晶構造データベースを使用して、鉱物の粉末回折データからセルパラメータを特定し、改良するためのソフトウェア。 国際鉱物学会の第 19 回総会の抄録。 https://rruff.info/about/about_download.php (2006)。

カポラソ、JG et al. サンプルあたり数百万もの配列の深さにおける 16S rRNA 多様性のグローバル パターン。 PNAS 15、4516–4522 (2011)。

記事 ADS Google Scholar

ダウド、SE et al. 16S rDNA 細菌タグにコードされた FLX アンプリコン パイロシーケンシング (bTEFAP) を使用した牛の糞便中の細菌の多様性の評価。 BMC微生物。 8、1–8 (2008)。

記事 Google Scholar

ボイレン、E. et al. QIIME 2 を使用した、再現可能、インタラクティブ、スケーラブルかつ拡張可能なマイクロバイオーム データ サイエンス。 バイオテクノロジー。 37、852–857 (2019)。

記事 Google Scholar

キャラハン、BJ 他 DADA2: イルミナアンプリコンデータからの高分解能サンプル推論。 ナット。 方法。 13、581–583 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

クアスト、C.ら。 SILVA リボソーム RNA 遺伝子データベース プロジェクト: データ処理と Web ベースのツールの改善。 核酸研究所 41、D590–D596 (2013)。

記事 CAS Google Scholar

NA ボクリッチら。 QIIME 2 の q2-feature-classifier プラグインを使用した、マーカー遺伝子アンプリコン配列の分類学的分類の最適化。 マイクロバイオーム 6、90。https://doi.org/10.1186/s40168-018-0470-z (2018)。

記事 Google Scholar

ユン、S.-H. 他。 EzBioCloud の紹介: 16S rRNA 遺伝子配列と全ゲノムアセンブリの分類学的に統合されたデータベース。 内部。 Ｊ．Ｓｙｓｔ． 進化。 微生物。 67、1613–1617 (2017)。

記事 CAS Google Scholar

オクサネン、J、ブランシェット、FG、フレンドリー、M、キント、R、ルジャンドル、P、マクグリン、D、ミンチン、PR、オハラ、RB、シンプソン、GL、ソリモス、P、スティーブンス、MHH、ゾークスE. &ワーグナー。 H. vegan: コミュニティ エコロジー パッケージ。 R パッケージ バージョン 2.5-6 (2019)。 https://CRAN.R-project.org/package=vegan。

Wickham, H. グラフィックスの文法の実装。 https://github.com/tidyverse/ggplot2 (2014)。

Weaver, W. & Shannon, CE コミュニケーションの数学理論 Vol. 517 (イリノイ大学出版局、1963)。

数学 Google Scholar

斉藤 S. & 田隅 M. β-カロテン異性体の法線座標分析とラマン バンドと赤外バンドの割り当て。 J.ラマン分光器。 14、310–321 (1983)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Kaczor, A. & Baranska, M. ラマン分光法によってその場でモニタリングされた単一藻類細胞におけるカロテノイド アスタキサンチンの構造変化。 アナル。 化学。 83、7763–7770 (2011)。

記事 CAS Google Scholar

Subramanian、B. et al. アスタキサンチンの幾何異性体の研究: 電子的および機械的閉じ込めによる共役ポリエン鎖のラマン分光法。 J.ラマン分光器。 45、299–304 (2014)。

記事 ADS CAS Google Scholar

ジャナウェイ、RC、パーシバル、SL & ウィルソン、AS 人間の遺体の分解。 微生物学と老化 (Springer、2009)。

Google スカラー

Hyde, ER、Haarmann, DP、Lynne, AM、Bucheli, SR & Petrosino, JF リビングデッド: 腐敗の膨張段階の開始時と終了時の死体の細菌群集構造。 PLoS One 8、e77733 (2013)。

記事 ADS CAS Google Scholar

ペシャル、JL et al. ハイスループットのメタゲノムシーケンスによって説明される、法医学における細菌群集の継承の潜在的な使用。 内部。 J.レッグ医学。 128、193–205 (2014)。

記事 Google Scholar

バーチャム、ZMら。 蛍光標識された細菌は、死後の微生物の移動に関する洞察を提供します。 法医学。 内部。 264、63–69 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

バーチャム、ZMら。 制御された脊椎動物分解モデルにおける細菌群集の継承、遊出、および差次的遺伝子転写。 フロント。 微生物。 10, 745。https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.00745 (2019)。

記事 Google Scholar

Benbow, ME、Pechal, JL、Lang, JM、Erb, R. & Wallace, JR 死後の浸水間隔を推定するための水生細菌群集のハイスループット メタゲノム シーケンスの可能性。 J.法医学科学。 60、1500–1510 (2015)。

記事 Google Scholar

ロブ、B.ら。 魚のネクロバイオームの時系列分解により、毒素産生性細菌性病原体が関与する分解者の連続が明らかになります。 mSystems 5、1–15 (2020)。

記事 Google Scholar

Talagrand-Reboul, E.、Jumas-Bilak, E.、Lamy, B. バイオフィルムとクオラムセンシングシステムによるエロモナスの社会生活。 フロント。 微生物。 8、37。 https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00037 (2017)。

記事 Google Scholar

Huys, G.、Coopman, V.、Van Varenbergh, D. & Cordonnier, J. 溺死による医学法的診断を支援するための、組織サンプル中のエロモナス属の同定のための選択培養と属特異的 PCR 検出。 法医学。 内部。 221、11–15 (2012)。

記事 CAS Google Scholar

内山 哲 ほか溺死を死因と結論付けるのに役立つ新しい分子アプローチ: TaqMan プローブを使用したリアルタイム PCR アッセイを使用した 8 種の細菌プランクトンの同時検出。 法医学。 内部。 222、11–26 (2012)。

記事 CAS Google Scholar

Fernandez-Bravo, A. & Figueras, MJ エロモナス属に関する最新情報: 分類学、疫学、病原性。 微生物 8, 29 (2020).

記事 Google Scholar

Ellis、AE エロモナス サルモニシダ ssp. の細胞外毒素の評価。 サケニシダ。 J.フィッシュディス. 14、265–277 (1991)。

記事 CAS Google Scholar

Hirvela-Koski, V.、Koski, P. & Niiranen, H. フィンランドにおけるエロモナス サルモニシダの生化学的特性と薬剤耐性。 ディス。 アクアト。 組織 20、191–196 (1994)。

記事 CAS Google Scholar

Gunnlaugsdóttir, B. & Gudmundsdóttir, BK タイセイヨウサケにおける非定型エロモナス・サルモニシダの病原性とプロテアーゼ生産の比較。 Ｊ．Ａｐｐｌ． 微生物。 83、542–551 (1997)。

記事 Google Scholar

Pemberton, JM、Kidd, SP & Schmidt, R. エロモナスの分泌酵素。 FEMS 微生物。 レット。 152、1–10 (1997)。

記事 CAS Google Scholar

スカノバ、EV 他バイカル湖上石バイオフィルムから単離された従属栄養細菌の多様性と生理学的および生化学的特性。 微生物学 (ロシア連邦) 88、324–334 (2019)。

CAS Google スカラー

メトカーフ、JL、カーター、DO、ナイト、R. 死の微生物学。 カー。 バイオル。 26、R561–R563 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Haagsma, J. 病原性嫌気性細菌と環境。 科学牧師。 技術。 オフ。 内部。 エピゾート。 10、749–764 (1991)。

記事 CAS Google Scholar

Vos、P. et al. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 3: The Firmicutes (Springer、2009)。

Google スカラー

Labbe, RG & Huang, TH 実験用培地および牛ひき肉におけるウェルシュ菌のエンテロトキシン陽性株およびエンテロトキシン陰性株の生成時間とモデリング。 J.フードプロット。 58、1303–1306 (1995)。

記事 CAS Google Scholar

松下 O. & 岡部 A. 細胞外成分を分解するクロストリジウム加水分解酵素。 トキシコン 39、1769–1780 (2001)。

記事 CAS Google Scholar

Carter, DO、Yellowlees, D. & Tibbett, M. 陸上生態系における死体の分解。 Naturwissenschaften 94、12–24 (2007)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Fourie、JCJ、Bezuidenhout、CC、Sanko、TJ、Miienie、C. & Adeleke、R. 内部環境クロストリジウム・ウェルシュ菌ゲノム: 抗生物質耐性遺伝子、病原性因子およびゲノム特徴。 J. Water Health 18、477–493 (2020)。

記事 Google Scholar

スー、XLら。 アセトバクテロイデス・ヒドロニゲネス属。 11月、sp. 11 月、ヨシ沼から分離されたリケネラ科の嫌気性水素生成細菌。 内部。 Ｊ．Ｓｙｓｔ． 進化。 微生物。 64、2986–2991 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

Parvathy, K. 等脚類甲殻類 Ligia exotica の脱皮中の血糖代謝。 3月Biol。 9、323–327 (1971)。

記事 CAS Google Scholar

Sun, S.、Korheina, DKA、Fu, H. & Ge, X. 食事性抗生物質への慢性的な曝露は、腸の健康とオリエンタルカワエビ (Macrobrachium nipponense) の抗生物質耐性遺伝子の豊富さに影響を及ぼし、人間の健康リスクを引き起こします。 科学。 トータル環境。 720、137478 (2020)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Janssen, K.、Mähler, B.、Rust, J.、Bierbaum, G. & McCoy, VE 化石化における微生物の代謝活動の複雑な役割。 バイオル。 改訂 97、449–465 (2022)。

記事 CAS Google Scholar

メーラー、B. et al. 方解石の沈殿は、淡水中での Cambarellus diminutus (十脚目: Cambaridae) の分解中に結晶クラスターと筋肉の石灰化を形成します。 パレオントル。 電子。 23、1–17 (2020)。

Google スカラー

Briggs, DEG & Wilby, PR 軟質化石の鉱化における炭酸カルシウム - リン酸カルシウムスイッチの役割。 J. Geol. 社会 153、665–668 (1996)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Hof、CHJ & Briggs、DEG シャコ (口足動物、甲殻類) の腐敗と石灰化。 彼らの化石記録への鍵。 Palaios 12、420–438 (1997)。

記事 ADS Google Scholar

シェクター、A.ら。 アカツメザリガニ Cheraxquadricarinatus の脱皮周期中の胃石と表皮の石灰化の相互変化。 バイオル。 ブル。 214、122–134 (2008)。

記事 CAS Google Scholar

Luquet, G. et al. 淡水ザリガニ科、カンバリ科、パラザリガニ科（甲殻類、十脚目）の胃石の超微細構造と炭水化物組成の比較。 生体分子 3、18–38 (2013)。

記事 CAS Google Scholar

ピク太、EV 他プロテオカテラ スフェニスシ ゲン。 11月、sp. 11 月、ペンギンのグアノから分離された耐精神性の胞子形成嫌気性菌。 内部。 Ｊ．Ｓｙｓｔ． 進化。 微生物。 59、2302–2307 (2009)。

記事 CAS Google Scholar

Slobodkin、A. 原核生物 - ファーミクテスとテネリクテス (Springer、2014)。

Google スカラー

Huang, L.、Chen, B.、Pistolozzi, M.、Wu, Z. & Wang, J. 廃棄物活性汚泥の嫌気性発酵における揮発性脂肪酸の生成と微生物群集の変化における接種とアルカリの影響。 バイオリソース。 テクノロジー。 153、87–94 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

Barragán-Trinidad, M. & Buitrón, G. 第一胃微生物を接種した不連続反応器内で加水分解された微細藻類バイオマスからの水素とメタンの生成。 バイオマスバイオエネルギー 143、105825 (2020)。

記事 Google Scholar

グラハム、LEら。 Lacustrine nostoc (nostcales) と関連するマイクロバイオームは、新しいタイプの現代の凝固微生物を生成します。 Ｊ．Ｐｈｙｃｏｌ． 50、280–291 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

Dehwirst、FE et al. ネコの口腔マイクロバイオーム:全長参照配列を含む暫定的な 16S rRNA 遺伝子ベースの分類法。 獣医。 微生物。 175、294–303 (2015)。

記事 Google Scholar

Dehwirst、FE et al. 犬の口腔マイクロバイオーム。 PLoS One 7、e36067 (2012)。

記事 ADS Google Scholar

ルパレル、A.ら。 犬の口腔マイクロバイオーム: さまざまなニッチにわたる細菌集団の変動。 BMC微生物。 20、42。https://doi.org/10.1186/s12866-020-1704-3 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

ジン、Y. & イップ、H.-K. 歯肉縁上結石：形成と制御。 クリティカル。 Rev. Oral Biol. 医学。 13、426–441 (2002)。

記事 Google Scholar

Braissant, O. et al. 硫酸塩還元細菌のエキソポリマー物質: アルカリ性 pH でのカルシウムとの相互作用および炭酸塩鉱物の形成への関与。 地質生物学 5、401–411 (2007)。

記事 CAS Google Scholar

Van Lith, Y.、Warthmann, R.、Vasconcelos, C. & McKenzie, JA 炭酸塩堆積物における微生物の化石化: ドロマイトの沈殿における細菌の表面関与の結果。 堆積学 50、237–245 (2003)。

記事 ADS Google Scholar

Warthmann、R.、Vasconcelos、C.、Sass、H.、McKenzie、JA Desulfovibrio brasiliensis sp. 11 月、ラゴア ヴェルメーリャ (ブラジル) 由来の中程度の好塩性硫酸塩還元細菌で、ドロマイトの形成を仲介します。 Extremophiles 9、255–261 (2005)。

記事 CAS Google Scholar

サンズ、KM 他。 人工呼吸器を装着した患者の歯垢の微生物プロファイリング。 J.Med. 微生物。 65、147–159 (2016)。

記事 Google Scholar

Plotnick, RE 現生エビのタフォノミー: 節足動物化石記録への示唆。 Palaios 1、286–293 (1986)。

記事 ADS Google Scholar

Korger, M. 単層リポソームの膜におけるカロテノイドの凝集挙動。 就任学位論文 (ハインリヒ・ハイネ大学デュッセルドルフ、2005 年)。

Google スカラー

ラフ、ＥＣら。 海洋胚の化石化に向けた最初のステップでは、バイオフィルム形成細菌間の偶然の相互作用が保存か崩壊を決定します。 進化。 開発者 15、243–256 (2013)。

記事 Google Scholar

DeBruyn、JM & Hauther、KA 死亡したヒト被験者の腸内微生物群集の死後継承。 PeerJ 5、e3437 (2017)。

記事 Google Scholar

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有意義な議論をしていただいた JA Schultz 氏と R. Schellhorn 氏に感謝します。また、μ-CT 装置を提供してくださった T. Martin 氏に感謝します (いずれも地球科学研究所古生物学セクション)。 O. Dülfer、P. Göddertz、G. Oleschinski の支援に感謝します (いずれも地球科学研究所古生物学セクション)。 J. Rust と G. Bierbaum は、ドイツ研究財団 (DFG、ドイツ研究財団) から、DFG 研究ユニット FOR2685「化石記録の限界: 化石化への分析および実験的アプローチ (Projektnummer)」の一環として、Projekt-Nummer 386704301 から資金提供を受けています。 348043586）。 DFG研究ユニットFOR2685の投稿番号50です。

Projekt DEAL によって実現および組織されたオープンアクセス資金調達。

Bastian Mähler と Kathrin Janssen の著者も同様に貢献しました。

セクション古生物学、地球科学研究所、ラインニッシェ・フリードリヒ・ヴィルヘルム大学ボン、53115、ボン、ドイツ

バスティアン・メーラー & ジェス・ルスト

医療微生物学、免疫学、寄生虫学研究所、ラインニッシェ・フリードリヒ・ヴィルヘルムス大学医学部、ボン、53127、ボン、ドイツ

キャスリン・ヤンセン & ガブリエル・ビアバウム

セクション地球化学、ライン・フリードリヒ・ヴィルヘルムス大学ボン、53115、ボン、ドイツ

マラ・アイリス・ローナルツ、マルクス・ラゴス、トルステン・ガイスラー

エネルギー・気候研究所 (IEK-6): 核廃棄物管理、Forschungszentrum Jülich GmbH、52428、ユーリッヒ、ドイツ

マラ・アイリス・ローナルツ

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BM と KJ はこの作業に等しく貢献しました。 構想：JR、BM、GB 資金獲得：GB、JR 調査：KJ、BM、MIL、ML データキュレーション：KJ、BM、TG 執筆・原案：KJ、BM レビュー・編集：KJ、BM、MIL、ML、 TG、イギリス

Bastian Mähler または Kathrin Janssen との通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

Mähler、B.、Janssen、K.、Lönartz、MI 他。 さまざまな環境条件下での淡水および堆積物におけるザリガニの分解中の時間依存的な微生物の変化。 Sci Rep 13、1539 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-28713-x

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受信日: 2022 年 7 月 24 日

受理日: 2023 年 1 月 23 日

公開日: 2023 年 1 月 27 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-28713-x

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