Lake sediments are globally important carbon sinks. Although the fate of organic carbon in lake sediments depends significantly on microorganisms, only few studies have investigated controls on lake sedimentary microbial communities. Here we investigate the impact of anthropogenic eutrophication, which affects redox chemistry and organic matter (OM) sources in sediments, on microbial communities across five lakes in central Switzerland. Lipid biomarkers and distributions of microbial respiration reactions indicate strong increases in aquatic OM contributions and microbial activity with increasing trophic state. Across all lakes, 16S rRNA genes analyses indicate similar depth‐dependent zonations at the phylum‐ and class‐level that follow vertical distributions of OM sources and respiration reactions. Yet, there are notable differences, such as higher abundances of nitrifying Bacteria and Archaea in an oligotrophic lake. Furthermore, analyses at the order‐level and below suggest that changes in OM sources due to eutrophication cause permanent changes in bacterial community structure. By contrast, archaeal communities are differentiated according to trophic state in recently deposited layers, but converge in older sediments deposited under different trophic regimes. Our study indicates an important role for trophic state in driving lacustrine sediment microbial communities and reveals fundamental differences in the temporal responses of sediment Bacteria and Archaea to eutrophication.

中文翻译：

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富营养化是湖泊沉积物中微生物群落结构的驱动力。

湖泊沉积物是全球重要的碳汇。尽管湖泊沉积物中有机碳的命运在很大程度上取决于微生物，但是只有很少的研究调查了对湖泊沉积微生物群落的控制。在这里，我们调查了人为富营养化对瑞士中部五个湖泊中微生物群落的影响，该富营养化影响沉积物中的氧化还原化学和有机物（OM）来源。脂质生物标志物和微生物呼吸反应的分布表明，随着营养状态的增加，水生OM的贡献和微生物活性也大大增加。在所有湖泊中，16S rRNA基因分析表明在门类和类级别的深度依赖区域相似，这些区域遵循OM源的垂直分布和呼吸反应。但是，仍然存在显着差异 例如贫营养湖中硝化细菌和古细菌的丰度较高。此外，在阶次及以下的分析表明，由于富营养化导致的OM源变化导致细菌群落结构的永久性变化。相比之下，古细菌群落根据最近沉积层的营养状态而不同，但是会聚在不同营养体系下沉积的较旧沉积物中。我们的研究表明营养状态在驱动湖相沉积物微生物群落中的重要作用，并揭示了沉积物细菌和古细菌对富营养化的时间响应的根本差异。在阶次及以下的分析表明，由于富营养化导致的OM源变化导致细菌群落结构的永久性变化。相比之下，古细菌群落根据最近沉积层的营养状态而不同，但是会聚在不同营养体系下沉积的较旧沉积物中。我们的研究表明营养状态在驱动湖相沉积物微生物群落中的重要作用，并揭示了沉积物细菌和古细菌对富营养化的时间响应的根本差异。在阶次及以下的分析表明，由于富营养化导致的OM源变化导致细菌群落结构的永久性变化。相比之下，古细菌群落根据最近沉积层的营养状态而不同，但是会聚在不同营养体系下沉积的较旧沉积物中。我们的研究表明营养状态在驱动湖相沉积物微生物群落中的重要作用，并揭示了沉积物细菌和古细菌对富营养化的时间响应的根本差异。