Nature Communications: Бактерии в озерах борются с изменением климата

Метан — это парниковый газ, который часто образуется в морской и пресной воде. К счастью, существуют микроорганизмы, которые могут использовать метан для роста и выработки энергии, предотвращая его выброс в атмосферу. Эти микроорганизмы называются метанотрофами и считаются важным биологическим фильтром метана.

Метанотрофы включают в себя различные группы микроорганизмов, и многое о них ещё предстоит узнать. Исследование учёных из Института морской микробиологии имени Макса Планка в Бремене (Германия) и швейцарского института Eawag, опубликованное в журнале Nature Communications, показывает удивительные способности некоторых из этих организмов и их роль для климата.

Аэробные микроорганизмы в бескислородных водах

Учёные Сина Шорн и Яна Милукка из Института Макса Планка в Бремене исследовали озеро Цуг в Швейцарии. В этом озере на глубине около 120 метров нет кислорода, но там есть аэробные метанокисляющие бактерии (МОБ). Эти бактерии обычно зависят от кислорода. До сих пор было непонятно, могут ли они расщеплять метан в бескислородной воде.

Команда Милукки и Шорна решила изучить микроорганизмы, обитающие в озёрах. Для этого они добавили в образцы воды молекулы метана с «тяжёлыми» атомами углерода. Затем учёные проследили путь тяжёлого углерода в клетках бактерий с помощью специальных приборов. Так они увидели, как бактерии преобразуют метан в углекислый газ. Часть углерода была включена в бактериальные клетки. Это позволило определить, какие из них активны. Используя современные методы, учёные также изучили метаболические пути бактерий.

Только одна группа бактерий активна без кислорода

Сина Шорн, исследователь из Университета Гётеборга, говорит: «Наши результаты показывают, что аэробные MOB остаются активными и в бескислородной воде. Но это касается только определённого вида MOB, который можно узнать по форме клеток. Удивительно, но эти клетки были одинаково активны как с кислородом, так и без него».

Получается, что если скорость окисления метана в бескислородных водах ниже, то это связано не с активностью бактерий, а с тем, что таких палочковидных клеток там меньше.

Метаболическая универсальность против высвобождения метана

Исследователи из Института Макса Планка обнаружили ещё один сюрприз при изучении бактерий.

Яна Милукка, руководитель группы по исследованию парниковых газов в Институте Макса Планка в Бремене, объясняет:

Мы смогли определить по генам, как бактерии реагируют на нехватку кислорода». Учёные нашли гены, которые используются для особого типа ферментации на основе метана. В окружающей среде этот процесс ещё не изучался, хотя в лаборатории его уже продемонстрировали на культурах MOB. Также исследователи нашли у бактерий гены денитрификации, вероятно, позволяющие бактериям использовать нитрат вместо кислорода для получения энергии.

Ферментация MOB интересна тем, что в процессе они могут выделять вещества, которые другие бактерии используют для роста. Это значит, что углерод из метана дольше сохраняется в озере и не попадает в атмосферу. Получается, что MOB поглощают часть углерода в бескислородной среде — это нужно учитывать в будущих расчётах.

Значительное сокращение нынешних и будущих выбросов метана

В этом исследовании учёные из Бремена объясняют, кто и как расщепляет метан в бескислородной среде. Эти бактерии важны для сдерживания выбросов метана.

Шорн говорит, что метан — мощный парниковый газ, ответственный за треть текущего глобального потепления. Окисление метана микроорганизмами — единственный биологический поглотитель этого газа. Поэтому деятельность бактерий важна для контроля выбросов метана и регулирования климата. Учитывая увеличение бескислородных условий в озёрах умеренной зоны, ожидается, что роль MOB в деградации метана будет расти. Результаты исследования позволяют предположить, что в будущем эти бактерии помогут смягчить последствия выбросов парниковых газов и сохранить углерод.

12.08.2024


Подписаться в Telegram



Экология

От древних вулканов до минеральных кладов: исследуй Карелию
От древних вулканов до минеральных кладов: исследуй Карелию

Участники научно-популярного маршрута смогут у...

Будущее без PFAS — будущее без вредной химии
Будущее без PFAS — будущее без вредной химии

PFAS — это группа химических в...

Лед тает, время идет: как ученые спасают Арктику
Лед тает, время идет: как ученые спасают Арктику

Арктические льды тают все быстрее, и ...

Ледяной щит Гренландии разваливается: что это значит для планеты
Ледяной щит Гренландии разваливается: что это значит для планеты

Гренландский ледяной щит, второй по велич...

К 2100 году уровень моря может подняться более чем на 1,9 метра
К 2100 году уровень моря может подняться более чем на 1,9 метра

По мере усиления глобального климатического кр...

Великобритания запускает схему возврата депозитов за пластиковую тару
Великобритания запускает схему возврата депозитов за пластиковую тару

Правительство Великобритании пообещало покончи...

В СПбГУ создали эффективный метод очистки биодизеля от глицерина
В СПбГУ создали эффективный метод очистки биодизеля от глицерина

Ученые из Санкт-Петербургского университе...

Для спасения среды от пластика предложили принцип «пятерной спирали»
Для спасения среды от пластика предложили принцип «пятерной спирали»

Загрязнение микропластиком разнообразно по&nbs...

Weed Science: Внедрение мельниц поможет эффективнее бороться с сорняками
Weed Science: Внедрение мельниц поможет эффективнее бороться с сорняками

Недавние исследования показывают перспективнос...

В Корее предложили новый метод исследования нейротоксичности из-за ПФОС
В Корее предложили новый метод исследования нейротоксичности из-за ПФОС

Термин омика означает изучение всей совокупнос...

В СПбГУ создали фотокатализатор для очистки воды от органики
В СПбГУ создали фотокатализатор для очистки воды от органики

Ученые из Санкт-Петербурга создали новое ...

Nature Climate Change: Арктические торосы под угрозой исчезновения
Nature Climate Change: Арктические торосы под угрозой исчезновения

В Арктике старые многолетние льды все бол...

Электронные отходы: новая золотая жила или экологическая бомба?
Электронные отходы: новая золотая жила или экологическая бомба?

Постоянно растущие объемы электронных отходов ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
В Калуге обсудили меры поддержки молодых учёных региона
Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию