Після страшного розливу нафти, як правило, найменші живі істоти виконують більшу частину очищення. Дивно, але вчені дуже мало знають про інструменти, якими володіють невеликі набори для чищення.
Але тепер, завдяки новому дослідженню, дослідники виявили цілий новий цикл природних викидів вуглеводнів та їх переробки, що сприяє різноманітним мікроорганізмам, – що може допомогти нам краще зрозуміти, як деякі мікроби здатні очищати безлад від нафти. Листя течуть в океані.
“Є лише дві морські ціанобактерії, які щорічно додають до океану до 500 разів більше вуглеводнів, ніж сума всіх інших видів надходження нафти в океан, включаючи розливи природних нафтопродуктів, розливи нафти, скидання палива та стоки земель”, Він сказав Земний учений Коннор Лав з Каліфорнійського університету, Санта-Барбара (UCSB).
Але на відміну від більш звичного людського вкладу вуглеводнів у наш океан, це не односторонні місцеві скиди.
Ці вуглеводні знаходяться насамперед у формі Пентадекан (nC15), поширюється на 40 відсотків поверхні Землі, а інші мікроби живляться нею. Вони безперервно їздять на велосипеді таким чином, що Лав та його колеги підрахували, що у воді в даний момент часу знаходиться лише близько 2 мільйонів метричних тонн.
“Кожні два дні ви виробляєте і споживаєте всі пентадекани в океані”, Лав пояснив.
(Люк Томпсон, лабораторія Чисхолм / Ніккі Ватсон, Массачусетський технологічний інститут)
Вгорі: морські ціанобактерії, поширені у всьому світі, Prochlorococcus.
Сьогодні вуглеводневі сліди можна знайти в більшості аспектів нашого океану. Ми виділяємо ці молекули, виготовлені з атомів вуглецю та водню, різними способами – здебільшого завдяки видобутку та використанню викопного палива, але також із пластмас, кулінарії, свічок та фарби, список можна продовжувати.
Тож, можливо, не повинно бути великим здивуванням, що наслідки наших викидів перевершили нашу здатність бачити величезний вуглеводневий цикл, який природним чином відбувається в наших океанах.
Лаву та його колегам знадобилося певних зусиль, щоб вперше чітко визначити цей світовий цикл.
Далеко від більшості людських джерел вуглеводнів, в бідних поживними речовинами субтропічних водах Північної Атлантики команда повинна була розташувати посудину, яку взяли у зразків, щоб витримати вітер, тому дизельне паливо, що містило також пентадекан, не забруднило сім досліджуваних місць. Під час складання на палубі нікому не дозволялося готувати, палити або малювати.
“Я не знаю, чи ти довгий час був на кораблі, але ти щодня малюєш” пояснив Земний учений Девід Валентайн з Каліфорнійського університету. “Це як міст Золотих воріт: ти починаєш з одного боку, а коли досягаєш іншого, пора починати спочатку”.
Повернувшись на сушу, дослідники змогли підтвердити, що пентадекан у їх зразках морської води був біологічним походженням, використовуючи газову хроматографію.
Проаналізувавши їх дані, вони виявили, що концентрації пентадекану зростають із більшим вмістом клітин ціанобактерій, а географічний та вертикальний розподіл вуглеводнів відповідає середовищу цих мікробів.
Ціанобактерії Прохлорокок І Одночасний ауреус Відповідає за приблизно чверть глобального океану за перетворення енергії сонячного світла в органічну речовину (Первинне виробництво) І Попереднє лабораторне вирощування Було виявлено, що він виробляє пентадекан у процесі.
Валентин пояснює ціанобактерії Можна використовувати пентадекан Як сильніший компонент сильно вигнутих клітинних мембран, таких як ті, що містяться в хлоропластах (органела, що здійснює фотосинтез).
Кругообіг пентадекану в океані також слідує за циклом цих ціанобактерій – їх вертикальна міграція у воді у відповідь на зміну інтенсивності світла протягом дня.
У сукупності ці результати вказують на те, що ціанобактерії справді є біологічним джерелом пентадекану, який потім споживається іншими мікроорганізмами, що виробляють вуглекислий газ, який ціанобактерії використовують для продовження циклу.
Природний кругообіг вуглеводнів Землі. (Девід Валентайн / UCSB)
Команда Luv виявила десятки бактерій та поверхнево-активних речовин Античний Це процвітало у відповідь на додавання пентадекану до їх зразків.
Тоді вони перевірили, чи можуть мікроби, що споживають вуглеводні, також розщеплювати нафту. Дослідники додавали нафтові вуглеводні до зразків, що дедалі ближче до регіонів з активними розливами нафти в Мексиканській затоці.
На жаль, лише зразки моря з районів, які вже зазнали впливу небіологічних вуглеводнів, містили мікроби, які процвітали у відповідь на споживання цих частинок.
ДНК-тести показали, що гени, які, як вважається, кодують білки, здатні розкладати ці вуглеводні, різняться між мікробами, з чітким контрастом між тими, які поглинають біологічні вуглеводні, та тими, що поглинають їх з нафти.
“Ми показали, що в океані відбувається величезний і швидкий кругообіг вуглеводнів, і що він відрізняється від здатності океану реагувати на надходження нафти”. Він сказав День святого Валентина.
Дослідники розпочали секвенування геномів мікробів у своїй пробі, щоб зрозуміти екологію та фізіологію істот, що беруть участь у природному вуглеводневому циклі Землі.
“Подумай [these findings reveal] Наскільки ми не знаємо про довкілля багатьох організмів, які споживають вуглеводні, Він сказав Любов.
Це дослідження було опубліковано в Природа Мікробіологія.
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
