Ученые изучили глубоководные микроорганизмы, способствующие поглощению углерода, и раскрыли секрет питания бактерий в условиях дефицита железа.
Розетка электропроводности, температуры и глубины (CTD) использовалась для отбора проб воды из сумеречной зоны океана во время экспедиции GEOTRACES в Тихом океане. Автор: Алекс Фокс.
Cумеречная зона океана расположена на глубине от 200 до 1000 метров. Она глубокая, темная и, согласно новому исследованию, дефицитная по железу. Живущие там бактерии нашли способ компенсировать нехватку ключевого микроэлемента за счет особых молекул, называемых сидерофорами.
По данным Phys.org, в рамках исследования американские ученые собрали образцы воды из верхних 1000 метров водной толщи во время экспедиции по восточной части Тихого океана от Аляски до Таити. То, что они обнаружили в образцах, их удивило.
Концентрация сидерофоров была высокой не только в поверхностных водах, где, как известно, наблюдается дефицит железа, но и в водах глубиной от 200 до 400 метров, где, как считалось, концентрации питательных веществ и железа не оказывали существенного влияния на рост бактерий.
«В отличие от поверхностных вод, мы не ожидали обнаружить сидерофоры в сумеречной зоне океана. Наше исследование показывает, что дефицит железа высок у бактерий, живущих в этом регионе на большей части восточной части Тихого океана, и что бактерии используют сидерофоры для увеличения поглощения железа. Это оказывает опосредованное воздействие на биологический углеродный насос, поскольку бактерии отвечают за расщепление органического вещества, когда оно погружается через сумеречную зону», — говорит Тим Конвей, доцент кафедры химической океанографии в Колледже морских наук Университета Южной Флориды.
Емкости для сбора образцов воды из сумеречной зоны источник: phys.org
Недавнее открытие стало частью проекта GEOTRACES — международной инициативы по предоставлению высококачественных данных для изучения изменений в биогеохимии океана, вызванных изменением климата.
Изучение сидерофоров все еще находится на ранних стадиях, отмечают эксперты. Ученые, участвующие в GEOTRACES, недавно разработали надежные методы измерения этих молекул в образцах воды. Они все еще работают над тем, чтобы понять, где и когда микробы используют сидерофоры для получения железа.
Исследование сидерофоров демонстрирует их явное влияние на перемещение питательных веществ в сумеречной зоне океана.
«Чтобы получить полную картину того, как питательные вещества формируют морские биогеохимические циклы, будущие исследования должны будут принять наши результаты во внимание», — заключает Дэниел Репета, старший научный сотрудник Океанографического института Вудс-Хоул.