Исследователи разгадали тайну окисления морского метана
Микробиологи и геохимики из Института морской микробиологии имени Макса Планка совместно с коллегами из Вены и Майнца показали, что анаэробное окисление метана (AOM), сопряженное с сульфатным дыханием, может выполняться одним микроорганизмом — представителем древнего царства архей. Ранее считалось, что для этого процесса необходимо сотрудничество археи с бактерией. Открытие опубликовано в журнале Nature.
Обширные запасы метана хранятся под морским дном. Процесс AOM предотвращает выброс этого мощного парникового газа в атмосферу. Хотя явление было открыто 35 лет назад, механизм его осуществления микроорганизмами оставался загадкой. Десять лет назад было установлено, что с AOM часто ассоциированы два разных микроорганизма. Предполагалось, что архея окисляет метан, а бактерия дышит сульфатом, что подразумевало перенос промежуточного соединения между ними.
Теперь команда профессора Кайперса опровергла эту модель. Они показали, что архея не только окисляет метан, но и может дышать сульфатом, не нуждаясь в бактериальном партнере. Похоже, архея использует не обычный ферментный набор других сульфат-дыхающих микробов, а другой, неизвестный путь.
Основой для этого пересмотра стало наблюдение накопления элементарной серы в метан-окисляющих археях. «С помощью хроматографии и современных спектроскопических методов мы обнаружили неожиданно высокие концентрации элементарной серы в наших культурах», — говорит профессор Марсель Кайперс. Эксперименты показали, что эта сера образуется в процессе сульфатного дыхания.
Это открытие ставит вопрос: какова же роль бактерии? «Бактерии фактически живут за счет элементарной серы, производимой археями, — объясняет первый автор исследования Яна Милучка. — Они растут, расщепляя элементарную серу на сульфат и сероводород. Это форма ферментации».
«Наши открытия не только предоставляют механизм окисления морского метана, но и проливают новый свет на циклы углерода и серы в богатых метаном морских осадках», — отмечает соавтор работы Тим Фердельман.