揭示影响龙门石窟遗址石灰岩遗产生物劣化动态的微生物群落

《Microbiome》：Unraveling the microbiomes contributing to biodeterioration dynamics of limestone heritage at the Longmen Grottoes archeological site

针对龙门石窟石灰岩因微生物生物降解受损的问题，本研究对比分析了低、高生物降解洞穴的理化特性，揭示蓝藻作为主要有机碳生产者，通过驱动碳、氮、硫循环，尤其是硝化作用产生的酸性环境导致矿物腐蚀，为户外石质遗产保护提供依据。

　　

摘要

背景

龙门石窟考古遗址是联合国教科文组织世界遗产的代表。不幸的是，由于长期暴露在户外环境中，该遗址的石灰岩遗产因微生物定殖和生物降解而受到了严重破坏。然而，由于对参与生物降解过程的微生物群及其机制缺乏了解，这极大地限制了该遗产的可持续保护措施的发展。

结果

在这里，我们系统地比较了生物降解程度较低和较高的洞穴之间的物理化学特性，确定了塑造生物降解动态的关键微生物群落及其功能，并探讨了驱动生物降解差异的碳、氮和硫的生物地球化学循环。结果表明，这些洞穴中生物降解岩石的物理化学参数存在显著差异。微生物群落的结构和功能显示，碳固定、硝化和反硝化过程的代谢潜力塑造了生物降解的动态。研究结果强烈表明，硝化作用是导致观察到的生物降解差异的主要因素。

结论

我们发现，蓝细菌作为主要的有机碳生产者，支持了驱动碳、氮和硫生物地球化学循环的微生物群的发展。重要的是，通过氨氧化和硝化作用产生的微生物酸对矿物的腐蚀是生物降解动态的主要后果。我们的发现将为防止室外石质遗产受到微生物诱导的生物降解提供科学依据。

视频摘要

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