Когда происходит разлив нефти, мельчайшие организмы обычно делают большую часть очистки и играют центральную роль в окружающей среде.
Оказывается, ученые очень мало знают об инструментах очистки, которыми обладают эти микроорганизмы.
Но теперь, благодаря новому исследованию, исследователи открывают совершенно новый цикл естественных выбросов углеводородов и их переработки, которому способствует множество крошечных организмов, что может помочь нам лучше понять, каким образом некоторые микробы способны очищать океанскую нефть. разливы.
«Только два типа морских цианобактерий добавляют в океан в 500 раз больше углеводородов каждый год, чем все другие типы нефтяных разливов в океане, включая естественные разливы нефти с танкеров и нефтяных вышек, сбросы топлива и сток с суши», - сказал Коннор Лав. Коннор Лав) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB).
Но в отличие от более известного человеческого вклада углеводородов в Мировой океан, это не одностороннее локальное загрязнение.
Эти углеводороды, в основном в форме пентадекана (nC 15 ), распределяются на 40% поверхности Земли и питаются другими микробами. Этот цикл постоянно происходит таким образом, что, по оценке Лео и его коллег, в воде одновременно присутствует только около 2 миллионов тонн.
«Каждые два дня весь пентадекан в океане производится и потребляется», - объяснил Лав.
Сегодня углеводородные следы человечества можно найти в большинстве аспектов нашей окружающей среды. Человечество высвобождает эти молекулы, состоящие только из атомов углерода и водорода, разными способами - в основном за счет добычи и использования ископаемого топлива, но также из пластмасс, приготовления пищи, свечей, крашения - список длинный.
Так что, вероятно, неудивительно, что следы наших собственных выбросов ослепляют нас, и мы не можем видеть огромный углеводородный цикл, который естественным образом происходит в наших океанах.
Вот почему Лову и его команде потребовались определенные усилия, чтобы впервые четко определить этот глобальный цикл.
Вдали от большинства человеческих источников углеводородов, в бедных питательными веществами субтропических водах Северной Атлантики, в районе, известном как Саргассово море, команда развертывает корабль, с которого собирает пробы, чтобы он мог противостоять ветру, а дизель - нет. который также содержит пентадекан для заражения семи изученных участков. Никому не разрешалось готовить, коптить или красить колоду во время сбора проб.
«Я не знаю, были ли вы когда-нибудь на корабле в течение длительного времени, но мы рисовали каждый день», - объясняет Дэвид Валентайн из UCSB. «Это похоже на мост Золотые Ворота: он начинается с одного конца, и когда вы доберетесь до другого конца, пора начинать заново».
На суше исследователи подтвердили с помощью газового хроматографа, что пентадекан в их образцах морской воды имеет биологическое происхождение.
Анализируя данные, они обнаружили, что концентрации пентадекана значительно увеличиваются цианобактериями, а географическое и вертикальное распределение углеводородов соответствует экологии этих микробов.
Цианобактерии Prochlorococcus и Synechococcus ответственны за четверть преобразования солнечного света Мирового океана в органическое вещество (первичное производство), и предыдущее лабораторное исследование показало, что они производят пентадекан в этом процессе.
Валентин объясняет, что цианобактерии, вероятно, используют пентадекан как более здоровый компонент клеточных мембран, таких как те, которые содержатся в хлоропластах (органеллах, которые фотосинтезируют).
Цикл пентадекана в океане повторяет циркадный цикл этих цианобактерий - их вертикальную миграцию в воду в ответ на изменения интенсивности света в течение дня.
Эти данные свидетельствуют о том, что цианобактерии действительно являются источником биологического пентадекана, который затем потребляется другими микроорганизмами, производящими углекислый газ, который цианобактерии затем используют для продолжения цикла.
Команда Лео определила десятки поверхностных бактерий и архей, которые процветали в ответ на добавление пентадекана в образцы.
Затем исследователи проверили, могут ли микроорганизмы, потребляющие углеводороды, разрушить масло. Исследователи добавляли нефтяные углеводороды в пробы, взятые ближе к участкам активных разливов нефти в Мексиканском заливе.
К сожалению, только морские образцы из районов, уже подвергшихся воздействию небиологических углеводородов, содержат микроорганизмы, которые процветают за счет потребления этих молекул.
Тесты ДНК показывают, что гены, которые, как считается, кодируют белки, которые могут расщеплять эти углеводороды, различаются между микроорганизмами, с явным контрастом между теми, которые питаются биологическими углеводородами, и теми, которые поглощают нефть.
«Мы продемонстрировали, что в океане существует большой и быстрый углеводородный цикл, который отличается от способности океана реагировать на разливы нефти», - сказал Валентин.
Исследователи начали секвенировать геномы микроорганизмов в образцах, чтобы лучше понять экологию и физиологию существ, участвующих в естественном углеводородном цикле Земли.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен