Does Microbial Diversity of Cave Ecosystems Differ from Outside? The Case of the Azé Show Cave (France)

Abstract

In recent decades, the Azé cave has begun to suffer from microorganism proliferation due to artificial lighting installations for touristic activity. The present work aims at understanding the origin of the Lampenflora and bacterial community populating inside the cave. We performed high throughput sequencing of the communities populating the outside, the entrance and the inside of the Azé cave. Our results indicated that 68.2–74.5% of the phototrophic community was represented by Eukaryotes, and 25.5 to 31.8% by cyanobacteria regardless of the sampled area. We observed a decrease of bacterial and phototroph species richness from the outside to the bottom of the cave. The phototrophic communities were significantly different in term of specific OTU richness but not in term of composition. For photosynthetic organisms, only 4 OTU were specific to the inside of the cave, representing less than 0.1% of the total OTUs. On the contrary, more than 400 bacterial OTUs were specific to the inside of the cave. These metabarcoding-based findings in the Azé cave revealed a complex community structure that is similar but less diverse in comparison to the outside.

Lampenflora as a result of karst cave equipment for excursions

“…Интенсивность света является основным фактором, определяющим состав биологических сообществ [29], поэтому фотические зоны пещер, породы и отложения характеризуются обилием фототрофных обрастаний и их высоким биоразнообразием (цианобактерии, водоросли, мхи, папоротники, цветковые растения), в то время как в афотической зоне обитают гетеротрофные сообщества. Исключения могут представлять некоторые цианобактерии, например, отряда Nostocales, которые обнаруживались преимущественно в глубине пещер [42].…”

“…Градиент освещения обусловливает постепенное снижение разнообразия [60] и смещение состава сообществ обрастаний с преобладанием фототрофов в сторону гетеротрофной составляющей при продвижении в глубь пещеры [55]. Несмотря на то, что входные зоны, в отличие от удаленных от входов участков, подвержены влиянию поверхностной окружающей среды и в них наблюдаются выраженные суточные и сезонные колебания экологических параметров [41], сообщества фотических зон представляют собой сукцессии на конечной стадии развития [42], то есть более стабильные по сравнению с сообществами ламповой флоры [58]. Проводимые микробиологические исследования ламповой флоры и фототрофных сообществ входных зон показывают, что ламповая флора также уступает в видовом разнообразии сообществам входных зон [11; 13; 41].…”

Current cave monitoring practices, their variation and recommendations for future improvement in Europe: A synopsis from the 6th EuroSpeleo Protection Symposium

“…for the Cave Salamander Proteus anguinus (Gorički et al 2017, Vörös et al 2017, the Alabama Cave Crayfish Cambarus speleocoopi (Boyd et al 2020) and Hay's Spring Amphipod Stygobromus hayi and its more widespread congener S. tenuis potomacus (Niemiller et al 2017). Finally, DNA or eDNA metabarcoding-based surveys can help to reach a more comprehensive understanding of the subterranean community in a given ecosystem, e.g., by increasing taxonomic resolution and including so far underrepresented taxa such as fungi, protists, diatoms, bacteria, cyanobacteria, algae and mosses (Sohlberg et al 2015, Miettinen et al 2015, Nawaz et al 2018, Korbel et al 2017, Pfendler et al 2018, Alaoui-Sosse et al 2021). Metabarcoding approaches have been also utilised to characterise the diets of bats (Galan et al 2018) and to identify ancient rodent remains (Guimaraes et al 2016).…”