Сообщества нефтеядных микробов на глубине мили в Мексиканском заливе
Взрыв на платформе Deepwater Horizon 20 апреля 2010 года привел к крупнейшему в истории разливу нефти в море, когда за три месяца в Мексиканский залив попало несколько миллионов баррелей сырой нефти. Вскоре после начала утечки с орбитальных спутников был виден массивный нефтяной шлейф, однако после герметизации подводного фонтана явные следы сырой нефти исчезли гораздо быстрее, чем предсказывало большинство наблюдателей.
Часть нефти испарилась, часть была собрана. Значительную долю нефти также "съели" микробы — в океане обитает множество микроскопических организмов, которые питаются углеводородами, составляющими сырую нефть, переваривают их и в конечном итоге выделяют их остатки в виде диоксида углерода. Эти аэробные микробы используют растворенный в море кислород для окисления углеводородов до CO₂.
Однако в глубоководной среде морского дна кислород — более редкий ресурс, поэтому основную нагрузку по очистке от сырой нефти, вероятно, несут анаэробные микробы. И именно на морское дно осела часть нефти — хотя вопрос о том, сколько именно и какова ее дальнейшая судьба, остается предметом различных точек зрения в научном сообществе.
Памела Моррис из Университета Южной Каролины возглавила команду ученых, недавно опубликовавшую исследование, проливающее свет на эти вопросы. Метагеномный анализ глубоководных донных отложений команды был опубликован в журнале Frontiers of Microbiology.
В середине сентября 2010 года, через два месяца после герметизации фонтана, команда Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли под руководством Терри Хазена начала отбирать керны глубоководных отложений в районе эпицентра разлива. Образцы были отправлены в лабораторию Моррис в Институте Белль У. Барух Университета Южной Каролины в Джорджтауне, где она курировала анализ коллективного генома в глубоководной подповерхностной зоне.
Используя платформу пиросеквенирования, команда количественно определила гены из трех точек отбора проб — две находились менее чем в 3 км от буровой установки Deepwater Horizon, а одна — в 128 км от нее — и классифицировала микробов по филогенетическому признаку.
Из-за экстремальной глубины (1500 метров) вод в этом районе полученные данные стали существенным дополнением к скудному набору существующих данных. «В Мексиканском заливе единственными метагеномами, доступными для сравнения, были образцы из района Бразос-Тринити и перуанской окраины», — сказала Моррис, имея в виду образцы, полученные у побережья Техаса и Перу соответственно.
В образцах, взятых ближе всего к месту разлива, в микробном сообществе был более обилен класс Deltaproteobacteria. Более того, предварительный анализ вероятных анаэробных метаболитов углеводородов (алкилсукцинатов) подтвердил вывод о том, что анаэробные бактериальные виды этого класса реагировали на присутствие углеводородов на морском дне.
«Мы не смогли проанализировать столько образцов, сколько хотели бы, — сказала Моррис. — Но в этих глубоководных донных отложениях похоже, что микробные сообщества вблизи района разлива обогащаются видами, способными к анаэробному разложению нефти. Проведенный нами метагеномный анализ свидетельствует о сдвиге в сторону организмов, способных анаэробно разлагать нефть, и предварительные метаболомные данные это подтвердили. Мы надеемся изучить это дальше».
Учитывая объем выброшенной нефти, Моррис считает, что необходимо лучше понять сообщество микробов на морском дне. «Часть нефти, скорее всего, осела в некоторых из этих глубоких районов Мексиканского залива. Неизвестно, сколько именно — в научном сообществе существуют разные точки зрения, — сказала Моррис. — Нам необходимо лучше понять, что происходит в этих загрязненных глубоководных отложениях».