Согласно новому исследованию, недавно обнаруженный вид бактерий потребляет органическое соединение, обычно встречающееся в таких растворителях, как средство для удаления краски.
Обнаружение того, что бактерии SAR11 используют ацетон, добавляет доказательства того, что аспекты морского углеродного цикла, который вытягивает атмосферный углерод в море, не учитываются при изучении цикла и его способности сглаживать изменение климата, считают ученые. скажем.
Исследование под руководством микробиолога из штата Орегон Кимберли Хэлси и тогдашнего доктора философии OSU. студент Эрик Мур обнаружил, что бактерии потребляют не только ацетон, но и другое летучее органическое соединение, изопрен.
Изопрен, химически выраженный как C5H8 и ключевой компонент натурального каучука, является газообразным продуктом метаболизма растений. Изопрен и ацетон (C3H6O) вырабатываются фитопланктоном, микроскопическими морскими водорослями и в изобилии содержатся на поверхности океана, откуда эти газы может перемещаться в атмосферу и влиять на климат.
«Изопрен часто ассоциируется со знаменитой дымкой гор Голубого хребта», - сказал Хэлси, научный сотрудник факультета микробиологии в Научном колледже OSU. «Как ацетон производится биологически, не совсем понятно, но и изопрен, и ацетон интересуют ученых-атмосферников, потому что, если они покидают поверхность океана, они могут химически реагировать с другими соединениями в атмосфере, потенциально образуя аэрозольные частицы, которые могут осаждать дождь, лед и снег. формирование."
SAR11, открытая в 1990 году Стивеном Джованнони из штата Орегон, является самой маленькой из известных свободноживущих клеток, а также имеет самый маленький геном среди всех независимых клеток. Но бактерии процветают там, где большинство других клеток погибло бы - общий вес SAR11 превышает вес всей океанской рыбы - и благодаря своей огромной численности играют огромную роль в круговороте углерода.
Один миллилитр океанской воды может содержать полмиллиона клеток SAR11, сказал Джованнони, выдающийся профессор микробиологии, и 25% всего океанского планктона являются клетками SAR11.
То, что клетки SAR11 могут использовать изопрен, придает дополнительный вес новой теории о том, что некоторые клетки планктона специализируются на очень низкомолекулярных - очень легких - молекулах, которые по большей части не учитываются в обычных методах изучения углеродного цикла. », - сказал Джованнони, принимавший участие в исследовании ацетона и изопрена. «SAR11 обладает удивительной метаболической способностью как окислять, так и производить различные летучие органические соединения, или ЛОС, которые могут диффундировать в атмосферу».
VOC - это любые углеродосодержащие химические вещества с высоким давлением паров и низкой растворимостью в воде, некоторые из которых могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека.
На самом деле у нас пока нет четкой картины круговорота ацетона и изопрена, но мы знаем, что существуют скрытые аспекты углеродного цикла, которые требуют дальнейшего изучения, прежде чем мы сможем полностью понять движение углерода через биологические системы. в океане», - сказала Хэлси. «Важно понимать потенциал SAR11 и других бактерий по контролю за выбросами климатически активных газов, потому что это помогает нашему общему пониманию изменения климата и стабильности».
Ученые говорят, что следующие шаги включают анализ биохимических механизмов, лежащих в основе круговорота летучих органических соединений, и попытку связать морские микробные процессы с выбросами газов и переносом химических веществ в атмосфере.
«Планктон обменивается газами в поверхностных слоях океана гораздо чаще, чем считалось раньше», - сказал Хэлси.
Алек Уивер из штата Орегон и Эдвард Дэвис также участвовали в этом исследовании, которое было поддержано НАСА и Фондом Саймонса.