Органические твердые вещества в почве могут ускорять «дыхание» бактерий

Бактерии, «дышащие минералами» в бескислородных средах, могут также «дышать углеродом». Исследование под руководством геолога Эрика Родена из Университета Висконсин-Мэдисон, опубликованное в Nature Geoscience, показывает, что бактерии, восстанавливающие оксиды железа, могут использовать для дыхания и нерастворимые органические вещества (гуминовые), образующиеся при разложении растений в почвах и осадках. В процессе дыхания бактерии передают электроны этим веществам, что создает новый путь для перемещения электрических зарядов в окружающей среде.

Это открытие важно, поскольку восстановленные гуминовые вещества становятся высокореактивными, особенно по отношению к оксидам железа. Железо, будучи высокореактивным и широко распространенным элементом, играет ключевую роль в химических, биологических и геологических процессах, влияя на судьбу загрязнителей и поток энергии. «Всевозможные вещи связаны с оксидами железа — органические и неорганические загрязнители, поток энергии, минеральные превращения на Земле», — отмечает Роден. Нерастворимые органические соединения в почве — это «новый игрок в этой картине».

Хотя ранее подобные реакции были описаны для растворенных органических соединений, нерастворимые вещества, вероятно, играют более значительную роль в природных средах, так как составляют большую часть органического материала в почвах и осадках. Используя методы электронного парамагнитного резонанса и просвечивающей электронной микроскопии, ученые подтвердили, что органические соединения принимают электроны от бактерий и передают их оксидам железа. Более того, присутствие гуминовых веществ ускоряет этот перенос электронов.

Роден предполагает, что производные от растений органические соединения могут действовать подобно проводам, усиливая передачу электронов через почвенные среды, что согласуется с недавними открытиями электрических токов в морских осадках. «Восстановление нерастворимых гуминовых веществ может влиять на все виды реакций, зависящих от окислительно-восстановительной химии в осадках. Это новый поворот», — резюмирует ученый.