Исследователи выявили недостающий компонент в морских циклах углерода и серы
Новое исследование морских ученых из Университета Джорджии выявило два важных соединения, ранее не учитывавшихся, которые выделяются фитопланктоном в пул растворенного органического вещества океана и впоследствии потребляются бактериями. Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences в декабре, описывает скрытые механизмы круговорота углерода, давая новые подробности о процессах в микробной пищевой сети.
Хотя атмосферному углероду уделяется основное внимание климатологов, в поверхностных водах океана содержится сопоставимое, если не большее, количество углерода. Собранный в виде органического вещества, которое удаляет углекислый газ из атмосферы при образовании и возвращает его при разложении, механизмы трансформации этого углерода в поверхностном океане были плохо изучены.
«Наша работа показывает, что, возможно, мы смотрим не на те соединения, или, по крайней мере, не на все нужные, когда пытаемся понять, как органический материал перерабатывается в морском цикле углерода», — сказала соавтор исследования Мэри Энн Моран.
«Мы обнаружили два соединения, которые ранее не рассматривались, но которые могут быть одними из самых важных, передаваемых от фитопланктона к растворенному органическому веществу, а затем перерабатываемых бактериями».
Количество углерода в океанах настолько велико, что даже малейшие изменения температуры или кислотности океана могут привести к соответствующим изменениям в скоростях циклов и концентрациях CO₂ в атмосфере. Для процесса, который эффективно работал сотни миллионов лет, изменение глобального углеродного баланса вызывает растущую озабоченность деталями этих процессов.
Два соединения — дигидроксипропансульфонат и N-ацетилтаурин — были обнаружены путем исследования изменений экспрессии генов в модельной микробной системе, разработанной для наблюдения за обменом между фитопланктоном и бактериями в морской воде. Оба соединения содержат молекулу серы, что указывает на то, что открытие также приведет к лучшему пониманию цикла серы.
«Благодаря методологическим достижениям в области химии мы можем лучше измерять соединения, присутствующие в очень низких концентрациях в морской воде, — отметила Моран. — А возможность наблюдать за генами, экспрессируемыми микробами в океане, также появилась недавно. Теперь мы можем объединить эти два подхода, чтобы задавать вопросы, которые раньше были недоступны».