Тайна раскрыта: морской микроб – источник редкого питательного вещества

Исследователи из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) и Университета Южной Каролины решили десятилетнюю загадку об источнике редкой, но важной формы фосфора в океане. Изучая фитопланктон, они обнаружили, что цианобактерия Trichodesmium не только потребляет, но и производит фосфонаты.

Примерно десять лет назад учёные с удивлением обнаружили в океаническом органическом веществе высокие концентрации фосфонатов – редкой формы органического фосфора с прочной углерод-фосфорной связью. Происхождение этих соединений оставалось неизвестным. Новое исследование, опубликованное в Nature Geoscience, показывает, что ключевым продуцентом является Trichodesmium. С помощью ЯМР-спектроскопии учёные выявили, что в клетках этого микроба в среднем 10% всего фосфора представлено в форме фосфонатов – рекордный показатель для морских микроорганизмов.

Это открытие имеет важные последствия для понимания глобальных биогеохимических циклов. Trichodesmium играет ключевую роль, фиксируя как атмосферный азот, так и углерод. Преобразуя часть растворённого фосфора в фосфонаты, которые плохо усваиваются конкурентами, он получает преимущество в бедных фосфором водах. «Этот факт меняет наше представление о том, как цикл фосфора связан с циклами углерода и азота и как эти циклы будут функционировать в океане будущего», – отметила Соня Дайрман.

Учёные предупреждают о возможных сложных последствиях. В условиях потепления и дефицита фосфора производство и использование фосфонатов может усилиться. Если Trichodesmium использует метилированную форму фосфоната, это может привести к выбросам метана – мощного парникового газа. «Если мы не понимаем, какие формы фосфора присутствуют в океане, у нас нет надежды предсказать, в какой степени морской фитопланктон будет связывать углерод в будущем», – подчеркнула Дайрман.