Морские микробы: ключевой игрок в потере азота в океане
Исследователи из Вашингтонского университета впервые вырастили в лаборатории и полностью секвенировали геном широко распространённой, но малоизученной морской бактерии Candidatus Thioglobus autotrophicus. Это позволило по-новому понять её роль в потере жизненно важного азота из океана, особенно в расширяющихся из-за изменения климата зонах с низким содержанием кислорода.
Роль микроба в океане
- Этот организм доминирует в бескислородных водах по всему миру, составляя 40–60% всех клеток в некоторых регионах.
- Он обитает в областях, где из-за потепления и снижения циркуляции воды теряется до половины всего доступного азота — ключевого питательного элемента для всей океанической жизни.
Новые открытия о функции бактерии
Изучение полного генома показало, что бактерия участвует в удалении азота из океана не так, как предполагалось ранее:
- Она ответственна за ключевой этап — преобразование нитрата (NO3) в нитрит (NO2), который затем используется в других процессах удаления азота.
- Вопреки ранним гипотезам, бактерия не производит аммиак (NH3), а потребляет его, конкурируя с другими организмами за этот важный азотистый ресурс.
Значение в условиях изменения климата
«Их среда обитания расширяется», — отмечает ведущий автор исследования Вега Шах. Поскольку глобальное потепление увеличивает размер и устойчивость бескислородных зон, влияние этих бактерий на химию воды и атмосферу будет становиться всё более значительным.
Методология исследования
Выращивание культуры в лаборатории было сложной задачей:
- Организм был собран из низкокислородного фьорда у побережья Британской Колумбии.
- Для создания близкой к естественной среды и стабилизации культуры потребовался почти год.
- Эксперименты длились 10–15 дней из-за медленного роста бактерий, что, однако, обеспечивало поведение, аналогичное океаническому.
«Если мы хотим моделировать океан предсказуемым образом, нам нужно точнее понимать, каковы его "входы" и "выходы"», — подчеркнул старший автор работы Роберт Моррис.
Исследование опубликовано 19 июля в Multidisciplinary Journal of Microbial Ecology (издательство Nature). Дальнейшая работа будет сосредоточена на роли этой бактерии в циклах углерода и серы в океане.
