Азотная головоломка в океанах: расшифрован изотопный эффект анаммокса

Международная группа ученых из Института морской микробиологии Макса Планка, Базельского университета и Университета Радбауд в Неймегене раскрыла детали важного микробного процесса, регулирующего глобальный азотный бюджет в океанах. Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Доступность связанного азота (в форме аммония, нитрита и нитрата) часто лимитирует первичную продукцию в окружающей среде. Однако в океане существуют микробные процессы, которые преобразуют этот связанный азот обратно в молекулярный азот (N₂), удаляя его из экосистемы и ограничивая продуктивность. Ключевым из таких процессов является анаэробное окисление аммония (анаммокс). Он наиболее активен в бескислородных зонах (oxygen minimum zones, OMZs), которые, как опасаются ученые, могут расшириться из-за изменения климата, что повлияет на потери азота и продуктивность океана.

Для оценки вклада разных процессов в потери азота ученые используют изотопные "отпечатки пальцев" — соотношение стабильных изотопов ¹⁵N и ¹⁴N. Однако до сих пор был неизвестен изотопный эффект для одного из основных процессов — анаммокса, что могло приводить к серьезным ошибкам в оценках. В новом исследовании ученые использовали высокообогащенные культуры бактерий анаммокса из лаборатории, чтобы впервые определить вызываемый ими изотопный эффект.

Как отмечает Боран Картал, микробиолог из Университета Радбауд, полученные данные показывают, что изотопные эффекты, индуцированные анаммоксом, могут объяснить изотопные сигнатуры, наблюдаемые в бескислородных зонах. Результаты исследования восполняют критический пробел в знаниях и предоставляют недостающий фрагмент для решения азотной изотопной головоломки, что позволит точнее оценивать потери связанного азота в океане.