Ученые: микробы на дне океана создают «живую электросеть» для поглощения метана

Метан – мощный парниковый газ – постоянно просачивается со дна океана и может подниматься в атмосферу. Международная группа ученых под руководством специалистов из Колледжа литературы, искусств и наук Дорнсайф при Университете Южной Калифорнии выяснила, как крошечные микроорганизмы совместно работают в качестве живой электрической сети, поглощая часть этого газа до того, как он вырвется на свободу, и действуя как мощный природный фильтр.

Раскрывая механизм естественного сокращения выбросов метана, это открытие может привести к разработке инновационных стратегий для более эффективного контроля за его выделением как в природной, так и в искусственной среде. Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, проливает свет на уникальное партнерство между двумя очень разными микробами: анаэробными метанотрофными археями (ANME) и сульфатредуцирующими бактериями (SRB).

В одиночку ни один из этих микробов не может потреблять метан. Когда ANME расщепляют его, в процессе выделяются электроны, которые необходимо куда-то передать. Без акцептора электронов потребление метана останавливается. Именно здесь на помощь приходят их бактериальные партнеры. Сами неспособные потреблять метан, SRB принимают электроны, высвобождаемые ANME, и используют их для своего собственного метаболизма.

«Эти два совершенно разных микроба объединяются в физически соединенные пучки, – говорит Мох Эль-Наггар, один из ведущих исследователей проекта. – И весь процесс работает, потому что проводящие белки связывают их в функционирующие электрические цепи». Используя специализированные электрохимические методы, исследовательская группа впервые измерила этот обмен электронами в лаборатории на образцах, собранных из различных мест метановых выбросов в Средиземном море, бассейне Гуаймас и у побережья Калифорнии.

«Эти микробные партнерства действуют как природные стражи, играя решающую роль в ограничении выбросов метана в океан и атмосферу», – отметил ведущий автор исследования Ханг Ю, ныне доцент Пекинского университета. По его словам, понимание того, как функционируют эти союзы, дает представление о том, как жизнь эволюционировала на протяжении миллиардов лет для потребления мощных парниковых газов даже в экстремальных условиях.

Открытие предлагает новый взгляд на то, как невидимая микробная активность может влиять на системы Земли способами, которые мы только начинаем понимать. «Возможно, для многих станет сюрпризом, что микробы даже в самых отдаленных местах работают сообща сложными способами, влияя на процессы в планетарном масштабе, – сказала соавтор исследования Виктория Орфан из Калифорнийского технологического института. – Это открытие подчеркивает, как много нам еще предстоит узнать о микробных экосистемах, от которых мы зависим».