Abstract Background In contrast to earlier assumptions, there is now mounting evidence for the role of tundra soils as important sources of the greenhouse gas nitrous oxide (N 2 O). However, the microorganisms involved in the cycling of N 2 O in this system remain largely uncharacterized. Since tundra soils are variable sources and sinks of N 2 O, we aimed at investigating differences in community structure across different soil ecosystems in the tundra. Results We analysed 1.4 Tb of metagenomic data from soils in northern Finland covering a range of ecosystems from dry upland soils to water-logged fens and obtained 796 manually binned and curated metagenome-assembled genomes (MAGs). We then searched for MAGs harbouring genes involved in denitrification, an important process driving N 2 O emissions. Communities of potential denitrifiers were dominated by microorganisms with truncated denitrification pathways (i.e., lacking one or more denitrification genes) and differed across soil ecosystems. Upland soils showed a strong N 2 O sink potential and were dominated by members of the Alphaproteobacteria such as Bradyrhizobium and Reyranella . Fens, which had in general net-zero N 2 O fluxes, had a high abundance of poorly characterized taxa affiliated with the Chloroflexota lineage Ellin6529 and the Acidobacteriota subdivision Gp23. Conclusions By coupling an in-depth characterization of microbial communities with in situ measurements of N 2 O fluxes, our results suggest that the observed spatial patterns of N 2 O fluxes in the tundra are related to differences in the composition of denitrifier communities.

Abstract Increased microbial activity in high-latitude soils due to climate change might lead to higher greenhouse gas (GHG) emissions. However, mechanisms of microbial GHG production and consumption in tundra soils are not thoroughly understood. We analyzed 116 soil metatranscriptomes from 73 sites in the Finnish sub-Arctic to investigate how the diversity and functional potential of bacterial and archaeal communities vary across vegetation types and soil layers. Soils differed in physicochemical conditions, with meadow soils being characterized by higher pH and low soil organic matter (SOM) and carbon/nitrogen ratio whereas dwarf shrub-dominated ecosystems with high SOM and low pH. Actinobacteria, Acidobacteria, Alphaproteobacteria, and Planctomycetes predominated all communities but there were significant differences on genus level between vegetation types, as plant polymer degrading groups were more active in shrub-dominated soils compared to meadows. Given that climate change scenarios predict expansion in dwarf shrubs at high latitudes, our results indicate that the rate of carbon turnover in tundra soils may increase in the future. Additionally, transcripts of methanotrophs were detected in the mineral layer of all soils, potentially moderating methane fluxes from deeper layers. In all, this study provides new insights into possible shifts in tundra microbial diversity and activity with climate change.

The ratio of inorganic nitrogen to phosphorus (NP) is projected to decrease in the Eastern Boundary Upwelling Systems (EBUS) due to warming of the surface waters. In an enclosure experiment, we employed two levels of NP ratios (10 and 5) for three distinct plankton communities collected along the coast of central Chile (33 S). The primary effect of the NP treatment was related to different concentrations of NO3, which directly influenced the biomass of phytoplankton. Additionally, low inorganic NP ratio reduced the seston NP and Chl a-C ratios, and there were some effects on the plankton community composition, e.g. benefitting Synechococcus spp in some communities. One of the communities was clearly top down controlled and trophic transfer to grazers was up to 5.8% during the 12 day experiment. Overall, the initial plankton community composition was more important for seston stoichiometry and trophic transfer than the inorganic NP ratio. Any long term change in the plankton community structure will likely have greater impact than direct effects of a decreasing inorganic NP ratio on the Humboldt Current ecosystem.

Did you know that ecosystems support the wellbeing of humans by simply existing? An ecosystem describes the living things in an area, their interactions, and their environment. The ways that ecosystems benefit the wellbeing of humans are called ecosystem services. There are several types of ecosystem services: supporting (they support animals and their homes), provisioning (they provide food and other materials), cultural (they support our hobbies and cultural activities, such as tourism and arts), or regulating (they regulate our climate, for example by taking up carbon dioxide). Understanding the importance of an ecosystem through its ecosystem services helps guide decisions regarding the environment, such as how much fishing or ship traffic should be allowed in an area, or if an area or species should be protected. In this article, we describe the specific ecosystem services of the sea ice and Southern Ocean around Antarctica.