Твердый как скала? Возможно, и нет, говорят бактерии, помогающие формировать почву
Исследование, опубликованное на этой неделе учёными из Университета Висконсин-Мэдисон, показывает, как бактерии могут разрушать твёрдую коренную породу, запуская длительный процесс преобразования, который создаёт минеральную часть почвы.
Почва — это сложная смесь минералов и органики. Старший автор работы, профессор геонаук Эрик Роден, указывает на ключевую проблему: химический анализ связывает минералы в почве с коренной породой, но как происходит это радикальное превращение? Кислород и соединения из корней растений могут разрушать породу у поверхности, но процесс начинается глубоко под корнями. До сих пор никто не продемонстрировал ключевую роль биологии в ускорении разложения сплошной породы на более мелкие минеральные частицы, содержащие основные питательные вещества для растений, такие как фосфор и калий.
В статье, опубликованной на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, Роден и его коллеги обнаружили, что микробы вызывают окисление и «выветривание» в распространённом типе коренной породы — диорите. Исследование показало, что после того, как порода достаточно растрескивается физико-химическими процессами, микробы проникают в трещины и берут процесс на себя, что приводит к быстрому биологическому ускорению выветривания. Бактерии используют белки на своей внешней поверхности для переноса электронов от железа в породе, получая таким образом энергию, не поглощая минералы внутрь клетки.
«Что мы обнаружили, так это то, что клетки вступают в прямой контакт с в остальном нерастворимым минералом и извлекают из него электроны. Они получают энергию, «поедая» камень, и попутно поставляют питательные вещества для растений — для жизни на Земле», — говорит Эрик Роден. Эксперимент, длившийся около двух с половиной лет, показал, что скорость окисления и выветривания в присутствии бактерий была медленной, но без них она была равна нулю. Открытие меняет представления об окислительном выветривании силикатных пород, содержащих железо.