Исследование серного метаболизма в открытом океане

Исследование океанографов Вашингтонского университета, опубликованное в Nature Microbiology, изучает, как фотосинтезирующие микробы и океанические бактерии используют серу — обильный морской нутриент.

Ключевые организмы и процесс

• Фитопланктон в открытом океане выполняет половину фотосинтеза на Земле.
• Эти микробы используют энергию солнца для создания сульфонатов — молекул, где атом серы связан с тремя атомами кислорода и углеродосодержащей молекулой.
• Бактерии затем потребляют фитопланктон, получая сульфонаты для питания и энергии.

Методы и открытия

Исследование под руководством Брайндана Дарэма включало два этапа:

1. Лабораторный анализ 36 культивируемых морских микробов подтвердил, какие организмы производят сульфонаты.
2. Полевые данные были собраны во время исследовательского рейса к северу от Гавайев в 2015 году. Образцы микробов, взятые в разное время суток, после заморозки и анализа (более 6 ТБ данных) выявили суточный ритм в метаболизме сульфонатов, отражающий активность фотосинтезирующих организмов.

Основные выводы

• Обнаружено «поразительное сходство» путей метаболизма сульфонатов в наземных и океанических системах. В обоих случаях их производят фотосинтезирующие организмы (растения на суше, фитопланктон в океане).
• Сульфонаты производятся и потребляются определенными группами микробов, что позволяет отслеживать конкретные взаимосвязи в морских сообществах.
• Поскольку сульфонаты содержат углерод-серную связь (C–S), они являются частью глобального углеродного цикла, который контролирует поток углекислого газа (CO₂) в океан и из него. Понимание этого становится все более важным в условиях изменения климата.