Исследования, опубликованные в журнале Science Advances, демонстрируют, что бактерии из семейства Desulfobacteraceae играют ключевую роль в расщеплении органических веществ в кислорододефицитных зонах морского дна. Эти микроорганизмы выполняют важную функцию в глобальном углеродном цикле, особенно в глубоководных и прибрежных экосистемах.
Бактерии обладают высокоэнергетически эффективным центральным метаболическим путем, который позволяет им превращать широкий спектр органических соединений в углекислый газ. Их сложный модульный метаболизм обеспечивает возможность переработки даже трудноразлагаемых веществ, что делает их незаменимыми участниками биогеохимических процессов.
Группу исследователей возглавляют доктор Ларс Вёльбранд и профессор Ральф Рабус из Университета Ольденбурга, Германия, в сотрудничестве с профессором Михаэлем Шлотером из Технического университета Мюнхена, Германия. Они культивировали шесть различных штаммов Desulfobacteraceae с разнообразной морфологией, варьирующей от небольших сферических до вытянутых и нитевидных форм.
В эксперименте бактериям предложили 35 различных субстратов, начиная от простых продуктов ферментации и заканчивая длинноцепочечными жирными кислотами и ароматическими соединениями, что позволило провести 80 тестовых условий с анализом активации генов и использования белков в процессе деградации органических веществ.
Наблюдалось, что независимо от типа субстрата и морфологических различий, все штаммы использовали одинаковый централизованный метаболический путь. Это способствует скоординированной работе микроорганизмов, где каждый штамм выполняет свою функцию в общей стратегии переработки органического материала, аналогично роли игроков в футбольной команде.
Бактерии-сульфатредукторы обнаружены по всему миру — от арктических до антарктических морских областей. Особенно они преобладают в прибрежных водах, шельфах и на илли, где дефицит кислорода приводит к образованию сероводорода с характерным неприятным запахом и образованию чёрных осадков сульфида железа. По оценке профессора Рабуса, в этих зонах сульфатредукторы участвуют более чем в половине процессов разложения органического вещества.
Совместное исследование с профессором Шлотером включает анализ генетических маркеров, отвечающих за ключевые метаболические модули, обнаружившихся практически во всех изученных образцах морских осадков. Эти образцы охватывали области от мелководных эстуариев до горячих и холодных глубоководных источников, а также осадки из анаэробных зон вроде Черного моря.
Наблюдаемое снижение содержания кислорода в океанах с 1960 года, вызванное избыточным удобрением и глобальным потеплением, может усилить значимость бактерий-сульфатредукторов в разложении органического материала. Профессор Михаэль Винкльхофер из Института биологии и экологических наук Университета Ольденбурга отмечает, что их вклад в глобальный углеродный цикл, ранее недооценённый, в будущем может сыграть ещё более важную роль в условиях изменяющейся океанской экосистемы.
Изображение носит иллюстративный характер
Бактерии обладают высокоэнергетически эффективным центральным метаболическим путем, который позволяет им превращать широкий спектр органических соединений в углекислый газ. Их сложный модульный метаболизм обеспечивает возможность переработки даже трудноразлагаемых веществ, что делает их незаменимыми участниками биогеохимических процессов.
Группу исследователей возглавляют доктор Ларс Вёльбранд и профессор Ральф Рабус из Университета Ольденбурга, Германия, в сотрудничестве с профессором Михаэлем Шлотером из Технического университета Мюнхена, Германия. Они культивировали шесть различных штаммов Desulfobacteraceae с разнообразной морфологией, варьирующей от небольших сферических до вытянутых и нитевидных форм.
В эксперименте бактериям предложили 35 различных субстратов, начиная от простых продуктов ферментации и заканчивая длинноцепочечными жирными кислотами и ароматическими соединениями, что позволило провести 80 тестовых условий с анализом активации генов и использования белков в процессе деградации органических веществ.
Наблюдалось, что независимо от типа субстрата и морфологических различий, все штаммы использовали одинаковый централизованный метаболический путь. Это способствует скоординированной работе микроорганизмов, где каждый штамм выполняет свою функцию в общей стратегии переработки органического материала, аналогично роли игроков в футбольной команде.
Бактерии-сульфатредукторы обнаружены по всему миру — от арктических до антарктических морских областей. Особенно они преобладают в прибрежных водах, шельфах и на илли, где дефицит кислорода приводит к образованию сероводорода с характерным неприятным запахом и образованию чёрных осадков сульфида железа. По оценке профессора Рабуса, в этих зонах сульфатредукторы участвуют более чем в половине процессов разложения органического вещества.
Совместное исследование с профессором Шлотером включает анализ генетических маркеров, отвечающих за ключевые метаболические модули, обнаружившихся практически во всех изученных образцах морских осадков. Эти образцы охватывали области от мелководных эстуариев до горячих и холодных глубоководных источников, а также осадки из анаэробных зон вроде Черного моря.
Наблюдаемое снижение содержания кислорода в океанах с 1960 года, вызванное избыточным удобрением и глобальным потеплением, может усилить значимость бактерий-сульфатредукторов в разложении органического материала. Профессор Михаэль Винкльхофер из Института биологии и экологических наук Университета Ольденбурга отмечает, что их вклад в глобальный углеродный цикл, ранее недооценённый, в будущем может сыграть ещё более важную роль в условиях изменяющейся океанской экосистемы.
