Гены микробов могут улучшить наше понимание загрязнения воды

Исследователи изучили, может ли отслеживание биомаркеров, таких как гены, продуцируемые микробами, улучшить модели прогнозирования деградации загрязнителей в водоносных горизонтах. Работа проводилась в пойме реки Аммер на юго-западе Германии, где условия с низким содержанием кислорода и высоким содержанием органического углерода идеальны для микробной денитрификации.

Большинство исследований микробных сообществ в грунтовых водах сосредоточено на свободноплавающих планктонных микробах, которые составляют менее 10% популяции. Основная же масса микробов прикреплена к осадку, что затрудняет их изучение. Ученые использовали специальные устройства для улавливания микробов (MTDs), помещенные в скважины глубиной 8,4 метра, чтобы смоделировать микробное сообщество в матрице водоносного горизонта.

В ходе эксперимента исследователи инжектировали богатую нитратами воду в одну скважину и наблюдали за процессом денитрификации. Анализ ДНК из MTDs показал динамический отклик микробов: рост обилия ключевых генов денитрификации (napA и narG) в ранних образцах с последующим снижением. Математическое моделирование подтвердило важность учета роста микробов для контроля удаления нитратов. Хотя MTDs не являются идеальной заменой реальным условиям, работа дает ценное представление об использовании биомаркеров для отслеживания биогеохимических процессов в природе. Исследование опубликовано в Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.