Mångsidiga marina bakterier kan påverka global uppvärmning, upptäcker forskare

Farliga bakterier: 9 varianter att akta sig för (Maj 2019).

Anonim

Forskare har upptäckt att en "sällsynt" typ av marina bakterier är mycket mer utbredd än vad man tidigare tänkt - och har en märklig metabolism som kan bidra till växthusgasproduktionen.

I en studie publicerad i tidskriften Science Advances visar ett internationellt team av forskare från University of Southampton, Max Planck-institutet för marin mikrobiologi, i Tyskland och andra europeiska universitet att den tidigare lilla studerade Nitrococcus-bakterien finns i oceaner över hela världen, och har den förvånande förmågan att leva utan syre genom att vända sin metabolism.

Den vanliga biologiska funktionen hos Nitrococcus och en handfull andra liknande bakterier är att fylla nitrat (NO3) i havet genom nitritoxidation (NO2) - samtidigt som koldioxid (CO2) omvandlas till byggstenar för sina cellulära strukturer.

Tillgången till näringsämnet kväver ofta tillväxten av alger och andra växtliknande organismer i det globala ytvattnet där de skördar ljusenergi för att "fixa" CO2 i sin egen kroppsmassa. Kväve är väsentligt för allt liv på jorden som det behövs för framställning av proteiner och nukleinsyror, och dess mest omfattande och stabila form är nitrat. Därför är tillgängligheten av nitrat direkt kopplad till havets förmåga att fånga och lagra växthusgasen CO2.

Medan den solbelysta ytan havet ofta löper ut ur nitrat ackumuleras den till höga koncentrationer i det djupa mörka havet tack vare aktiviteten hos nitritoxiderande bakterier som Nitrococcus. När djupt havsvatten recirkuleras tillbaka till den solbelysta ytan som en del av den naturliga globala oceancirkulationen (i genomsnitt en cykel på varje 1000 år) kompletterar detta "djuphavs nitrat" ​​till slut tillväxten av "gröna" organismer som ligger till grund för allt liv i oceanerna.

Men genom en serie experiment som utfördes i södra Atlanten utanför den namibiska kusten och verifierades av fysiologiska studier i laboratoriet fann teamet att Nitrococcus kan - i frånvaro av syre-växelns metabolism så att den minskar nitrat till nitrit och vidare till kväveoxid (N2O), samtidigt som man producerar, istället för att fånga, CO2.

Medan andra marina bakterier är kända för att producera N2O, är det första gången en marin nitritoxiderande bakterie har visat sig bidra till produktionen av detta mycket potenta växthusgas- och stratosfäriska ozonnedbrytande medel.

Ännu viktigare, en detaljerad sökning i globala databaser visade att Nitrococcus faktiskt har en världsomspännande distribution, vilket innebär att dess N2O-producerande potential också kan vara allestädes närvarande - en potentiell miljöhänsyn, eftersom oceanerna förlorar syre som påverkas av den globala uppvärmningen.

Dessutom upptäckte laget att Nitrococcus har förmåga att oxidera sulfid, en förening som är högt giftig för det mesta livet, såsom i de så kallade oceaniska dödzonerna - låga syrevattenkroppar i samband med hög biologisk produktivitet. Nitrococcus förmåga att omvandla vätesulfid (H2S) till ofarlig svavel kan sedan bidra till "sulfidavgiftning" och skydda andra livsformer.

Lead författare Dr Jessika Fuessel, University of Southampton, sade: "Dessa speciella bakterier har inte studerats djupt innan, och vi är mycket förvånade över att inte bara finna att de är så utbrett och rikliga, men också att de har sådana förvånande metabolisk mångsidighet.

"Eftersom de globala oceanerna fortsätter att värma och förlora syre, har den omfattande naturen Nitrococcus och deras relativt höga överflöd - särskilt i syre med lågt syrevatten, där nästan hälften av den globala kväveförlusten på jorden sker - betyder att dessa bakterier kan vara på gränsen av att vända sin viktigaste kvävebehållande roll och lägga till effekterna av den globala uppvärmningen. "

menu
menu