Микробы, «дышащие» ржавчиной, могут помочь спасти океаны Земли

Международная группа исследователей под руководством микробиологов Марка Мусманна и Александра Лоя из Венского университета обнаружила совершенно новый тип микробного метаболизма. Недавно идентифицированные микроорганизмы, известные как MISO-бактерии, способны «дышать» минералами железа, окисляя токсичный сульфид.

Ученые выяснили, что реакция между сероводородом — ядовитым газом — и твердыми минералами железа является не только химическим, но и биологическим процессом. В этом новом пути адаптирующиеся микробы, обитающие в морских отложениях и заболоченных почвах, удаляют токсичный сульфид и используют его в качестве источника энергии для роста. Эти бактерии также могут играть важную роль в предотвращении расширения бескислородных «мертвых зон» в водных экосистемах.

«Мы показываем, что эта экологически важная окислительно-восстановительная реакция не является исключительно химической», — говорит Александр Лой. — «Микроорганизмы также могут использовать её для роста».

Открытие команды раскрывает новую форму производства микробной энергии, называемую MISO. Этот процесс связывает восстановление оксида железа(III) с окислением сульфида. В отличие от чисто химической реакции, MISO непосредственно генерирует сульфат, пропуская промежуточные этапы цикла серы.

«MISO-бактерии удаляют токсичный сульфид и могут помочь предотвратить расширение так называемых "мертвых зон" в водной среде, одновременно фиксируя углекислый газ для роста — подобно растениям», — добавляет Марк Мусманн.

В лабораторных экспериментах исследователи обнаружили, что реакция MISO, осуществляемая микробами, происходит быстрее, чем та же реакция при химическом протекании. Это указывает на то, что микроорганизмы, вероятно, являются основной силой, стоящей за этим преобразованием в природных условиях.

Согласно исследованию, активность MISO в морских отложениях может быть ответственна за до 7% всего глобального окисления сульфида до сульфата. Этот процесс подпитывается постоянным потоком реакционноспособного железа, поступающего в океаны из рек и тающих ледников.

«Это открытие демонстрирует метаболическую изобретательность микроорганизмов и подчеркивает их незаменимую роль в формировании глобальных циклов элементов Земли», — заключает Александр Лой.

Исследование было опубликовано в журнале Nature и поддержано Австрийским научным фондом (FWF).