Океан изолирует огромное количество углерода в виде «растворенного органического вещества», и новое исследование объясняет, как древняя группа клеток в темном океане выжимает последние остатки энергии из молекул углерода, устойчивых к распаду.
Взгляд на геномы бактериопланктона SAR202 обнаружил окислительные ферменты и другие важные семейства ферментов, которые указывают на то, что SAR202 может способствовать последним стадиям распада до того, как растворенное кислородное вещество, или DOM, достигнет «рефрактерного» состояния, которое препятствует дальнейшему разрушению. разложение.
Результаты исследования ученых из Университета штата Орегон были недавно опубликованы Американским обществом микробиологии.
Океан поглощает почти столько же углерода, сколько содержится в атмосфере, и двуокиси углерода (CO2), и новое исследование геномов глубоководных бактерий проливает ключевой новый свет на то, как работает хранилище углерода.
Стивен Джованнони, выдающийся профессор микробиологии OSU, сказал, что вблизи поверхности океана углерод МОВ остается неиспользованным, потому что стоимость сбора ресурсов слишком высока. Течения переносят оставшиеся «непокорные» формы РОВ в глубины океана, где они медленно распадаются на соединения, способные сохраняться в течение тысяч лет.
Зак Лэндри, аспирант OSU и первый автор исследования, назвал SAR202 «Monstromaria» от латинского термина «морское чудовище».
«Их очень много в темном океане, где не происходит фотосинтеза, а планктонные клетки живут за счет того, что падает с поверхности», - сказал Джованнони.«Большой углеродный цикл неизвестен, поэтому так много углерода накапливается в виде органического вещества в океане. В принципе, микроорганизмы могли бы использовать его в качестве пищи для производства энергии и создания биомассы - и возвращать CO2 в атмосферу, что было бы катастрофой.
«На поверхности, где существует острая конкуренция за азот и фосфор, а также поедание более крупными клетками планктона, деятельность монстромарии не окупается достаточно хорошо, чтобы они могли зарабатывать на жизнь», - сказал Джованнони. «Разрушить устойчивые соединения настолько сложно, что это не стоит затрат. Это все равно, что пытаться зарабатывать на жизнь сельским хозяйством в городской местности - это не сработает, потому что стоимость жизни слишком высока.
"Стойкий углерод DOM - это последнее, что вам нужно в буфете, но SAR202 потребляет его в глубоком океане, потому что это все, что осталось."
Исследование было проведено в лаборатории Джованнони Ландри, в то время доктором философии. кандидат OSU, а ныне постдокторант, а также сотрудники Лаборатории наук об океане Бигелоу, Национального центра анализа и противодействия биозащите, Венского и Утрехтского университетов.
«Поскольку SAR202 являются древними и сегодня доминируют в царстве темного океана, мы предполагаем, что их появление в древних океанах могло повлиять на ранний углеродный цикл», - сказал Лэндри.