Роль океанских микробов в воздействии климата

Новое исследование показывает, что «горячие точки» питательных веществ, окружающих фитопланктон - которые представляют собой крошечные морские водоросли, производящие примерно половину кислорода, которым мы дышим каждый день, - играют огромную роль в выбросе газа, участвующего в образовании облаков и регулировании климата.

Новое исследование дает количественную оценку того, как специфические морские бактерии перерабатывают ключевое химическое вещество, называемое диметилсульфонопропионат (ДМСП), которое в огромных количествах вырабатывается фитопланктоном. Это химическое вещество играет ключевую роль в том, как сера и углерод потребляются микроорганизмами в океане и выбрасываются в атмосферу.

О работе сообщается в журнале Nature Communications в статье аспиранта Массачусетского технологического института Черри Гао, бывшего профессора гражданского и экологического инжиниринга Массачусетского технологического института Романа Стокера (ныне профессора ETH Zurich, в Швейцарии), в сотрудничестве с Жаном-Батистом Райной и Профессор Джастин Сеймур из Технологического университета Сиднея в Австралии и четыре других.

Ежегодно микроорганизмы в океанах производят более миллиарда тонн ДМСП, что составляет 10 процентов углерода, который поглощается фитопланктоном - основным «стоком» углекислого газа, без которого парниковый газ накапливался бы даже быстрее в атмосфере. Но как именно этот компонент обрабатывается и как его различные химические пути превращаются в глобальные циклы углерода и серы, до сих пор не совсем понятно, говорит Гао.

«DMSP является основным источником питательных веществ для бактерий», - говорит она. «Он удовлетворяет до 95 процентов потребности бактериальной серы и до 15 процентов потребности бактерий в углероде в океане. Поэтому, учитывая повсеместное распространение и изобилие DMSP, мы ожидаем, что эти микробные процессы будут играть важную роль в глобальном цикле серы «.

Гао и ее коллеги генетически модифицировали морскую бактерию под названием Ruegeria pomeroyi, вызывая ее флуоресценцию при активации одного из двух разных путей обработки DMSP, что позволяет анализировать относительную экспрессию процессов в различных условиях.

Один из двух путей, называемых деметилированием, производит питательные вещества на основе углерода и серы, которые микробы могут использовать для поддержания своего роста. Другой путь, называемый расщеплением, приводит к образованию газа под названием диметилсульфид (ДМС), который, как объясняет Гао, «является соединением, которое отвечает за запах моря. На самом деле, когда я экспериментировал, я сильно пахнул океаном».