Морские бактерии с уникальным метаболизмом могут влиять на глобальное потепление

Ученые обнаружили, что считавшийся «редким» тип морских бактерий Nitrococcus на самом деле широко распространен в мировом океане и обладает уникальной способностью жить без кислорода, меняя свой метаболизм. Это открытие, сделанное международной командой из Университета Саутгемптона и Института морской микробиологии Макса Планка, указывает на возможный новый источник парниковых газов в условиях деоксигенации океанов. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.

Обычная роль этих бактерий — окислять нитрит (NO₂⁻) до нитрата (NO₃⁻), одновременно фиксируя CO₂. Нитрат является ключевым питательным веществом, лимитирующим рост водорослей в поверхностных водах, которые поглощают CO₂. Таким образом, Nitrococcus поддерживает океанический цикл азота и способствует захвату углекислого газа. Однако в бескислородных условиях, как показали эксперименты в южной Атлантике у побережья Намибии, бактерии переключают метаболизм. Они начинают восстанавливать нитрат до нитрита и далее — до закиси азота (N₂O), одновременно производя CO₂, а не поглощая его.

Это первый случай, когда у морской нитрит-окисляющей бактерии обнаружена способность продуцировать N₂O — мощный парниковый газ, разрушающий также стратосферный озон. Анализ глобальных баз данных показал, что Nitrococcus имеет повсеместное распространение. Это означает, что его потенциал как источника N₂O может быть повсеместным, особенно в условиях расширяющихся из-за потепления бескислородных «мертвых зон». Дополнительно выявлена способность бактерии окислять токсичный сероводород (H₂S), что может играть роль в детоксикации таких зон.

«Мы были удивлены, обнаружив, что эти бактерии не только широко распространены, но и обладают такой удивительной метаболической универсальностью, — отмечает ведущий автор исследования доктор Джессика Фюссель. — По мере потепления и потери кислорода океанами, широкое распространение Nitrococcus, особенно в бедных кислородом водах, где происходит почти половина глобальных потерь азота, означает, что эти бактерии могут оказаться на грани обращения своей ключевой азот-сохраняющей роли, усугубляя эффекты глобального потепления».