Бактерии метанокисляющие

Метанокисляющие бактерии — это микроорганизмы, использующие метан (CH₄) в качестве единственного источника энергии и углерода для роста. Они играют ключевую роль в глобальном цикле углерода, предотвращая выброс метана — мощного парникового газа — из природных резервуаров в атмосферу.

Основные характеристики

Биохимия и метаболизм

Бактерии окисляют метан до диоксида углерода (CO₂) по следующему ферментативному пути: CH₄ → CH₃OH → HCHO → HCOOH → CO₂

(метан → метанол → формальдегид → муравьиная кислота → углекислый газ).

Часть образовавшегося формальдегида (HCHO) ассимилируется и включается в биосинтез клеточных компонентов через специализированные циклы фиксации углерода:

  • Сериновый путь

  • Рибулозомонофосфатный путь (цикл)

Некоторые представители, помимо метана, могут использовать для роста метанол.

Классификация и экология

К метанокисляющим бактериям традиционно относят пять родов, типовым видом которых является Methylomonas methanica. Они широко распространены в природе как обитатели почвы и водных экосистем (пресных и морских), где участвуют в деградации одноуглеродных (C₁) соединений.

Практическое значение

  • Биотехнология: Рассматриваются как перспективный источник кормовой биомассы (белково-витаминных концентратов) в промышленном производстве на основе природного газа.
  • Биоремедиация: Могут использоваться для борьбы с накоплением взрывоопасного метана в угольных шахтах и на полигонах твёрдых бытовых отходов.
  • Смягчение изменений климата: Окисляя метан, эти бактерии выполняют важнейшую экосистемную услугу по снижению эмиссии парниковых газов.

Современный контекст

Современная таксономия на основе геномного анализа значительно расширила представления о разнообразии метанокисляющих бактерий. Теперь они классифицируются в рамках типа Pseudomonadota (ранее — Proteobacteria), включая представителей классов Alphaproteobacteria (например, род Methylocystis) и Gammaproteobacteria (например, роды Methylomonas, Methylococcus). Кроме того, открыты метанокисляющие археи, способные к анаэробному окислению метана в консорциуме с сульфатредуцирующими бактериями, что имеет огромное значение для круговорота углерода в морских осадках.