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Nitrogen cycling in modern sponges with clues about their role in past oceans

Description du projet

Retracer la voie secrète de l’azote dans les éponges anciennes

Dans les profondeurs de l’océan, les éponges filtrent l’eau de mer depuis des centaines de millions d’années. C’était bien avant l’apparition des poissons ou des coraux. Ces organismes anciens jouent un rôle majeur dans la régulation de la chimie marine, en particulier du cycle de l’azote (N) qui permet la vie dans les océans. Pourtant, la manière dont les différentes classes d’éponges traitent l’azote reste largement inconnue. Des signaux isotopiques déroutants découverts dans des éponges de verre d’eau profonde suggèrent qu’elles peuvent transformer l’azote de manière inattendue, ce qui remet en question des hypothèses de longue date sur leur écologie. Le projet SPYCLING, financé par le CER, vise à retracer les voies de l’azote dans les éponges vivantes et fossiles. En combinant le marquage isotopique, l’analyse microbienne basée sur l’ADN et la cartographie géochimique, les résultats devraient contribuer à expliquer comment les éponges façonnent la biogéochimie des océans.

Objectif

Sponges are the oldest metazoans on our planet and can be found in all aquatic environments, from canals in Dutch medieval towns to deep-sea trenches. Nevertheless, we lack a deep understanding of nitrogen (N) cycling processes in sponges from different taxonomic classes. In fact, glass sponges (class Hexactinellida) I collected in the abyssal Central Pacific have a bulk δ15N signal which is inconsistent with their feeding type and trophic level. Due to the large biomass that sponges reach at some sites and their filtration capacity, they can have large impacts on local biogeochemical cycles. Even during earth history, sponges formed assemblages that likely transformed paleoenvironmental conditions in their direct surroundings. Therefore, I propose to study the N cycle in selected species of the four sponge classes and to solve the mystery of N cycling in glass sponges. By studying N cycling in fossilized sponges, I will infer in which N processes the sponges were involved when they were alive. Based on these results, I will derive the environmental marine conditions present during the time of the emergence of sponges.
In pulse-chase labelling experiments, the project SPYCLING will feed shallow- and deep-water sponges different 15N-enriched substrates to decipher their diet preferences using bulk and compound-specific stable isotope analyses. These analyses will be supplemented by DNA-stable isotope probing. We will use metagenomics and metatranscriptomics to determine the symbionts involved in N cycling and to constrain the relevant N processes. SPYCLING will identify the areas inside sponges where N is processed by high resolution mapping of 15N-enriched sponges. N cycling in ancient sponges will be studied by measuring fossil-bound N isotope. This ambitious and ground-breaking interdisciplinary frontier research will constrain the role of modern sponges in N cycling and it will examine how past oceanographic conditions and ancient sponges influenced each other.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2025-STG

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Institution d’accueil

UNIVERSITAET BREMEN
Contribution nette de l'UE
€ 2 447 257,00
Adresse
Bibliothekstrasse 1
28359 Bremen
Allemagne
Région
Bremen Bremen Bremen, Kreisfreie Stadt
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 447 257,00

Bénéficiaires (1)