Поведение бактерий влияет на образование облаков

Исследователи из ETH Zurich проанализировали отдельные морские бактериальные клетки и показали, что метаболические процессы внутри них определяют количество выделяемого газа, который участвует в формировании облаков.

В своей работе, опубликованной в журнале Nature Communications, учёные из группы Романа Штокера исследовали микроорганизмы, питающиеся метаболитами морского фитопланктона. Фитопланктон ежегодно производит более миллиарда тонн вещества, называемого диметилсульфониопропионатом (DMSP). Бактерии могут преобразовывать DMSP двумя путями: деметилированием (используя и серу, и углерод) или расщеплением на несколько малых молекул (используя только углерод). При расщеплении сера высвобождается в атмосферу в виде диметилсульфида (DMS), который отвечает за характерный запах моря и играет ключевую роль в образовании облаков, выступая источником ядер конденсации.

До сих пор не было понятно, что заставляет бактерии выбирать тот или иной метаболический путь. Команда Штокера генетически модифицировала морскую бактерию Ruegeria pomeroyi, заставив её флуоресцировать разными цветами в зависимости от используемого биохимического процесса. Эксперименты показали, что при низких концентрациях DMSP (несколько наномолей на литр) бактерии в основном используют деметилирование, а при высоких концентрациях (несколько микромолей на литр) доминирует процесс расщепления.

Это открытие важно, поскольку средняя концентрация DMSP в морской воде составляет всего несколько наномолей на литр, что недостаточно для значимого образования DMS. Однако в местах цветения фитопланктона концентрации DMSP могут быть в тысячи раз выше. Бактерии, находящиеся в непосредственной близости от водорослей, переключаются на расщепление DMSP, высвобождая DMS. Таким образом, интенсивность образования облаков может в конечном итоге зависеть от деталей взаимодействия водорослей и бактерий в море. Как отмечает Роман Штокер, метеорологам в будущем, возможно, придётся учитывать не только "эффект бабочки", но и "эффект бактерии".