Новое исследование отслеживает серный метаболизм в открытом океане
Исследователи изучали, как фотосинтетические микробы и океанические бактерии используют серу, богатую морскими питательными веществами, — пишет eurekalert.org со ссылкой на Nature Microbiology.
Одна из самых активных экосистем планеты — это та, с которой люди редко сталкиваются и которую ученые только начинают исследовать. Открытый океан содержит крошечные организмы — фитопланктон — которые выполняют половину фотосинтеза на Земле, помогая генерировать кислород для животных на суше.
Сера является пахучим элементом, который придает пляжам их характерный запах. Новое исследование сфокусировано на сульфонатах, в которых атом серы связан с тремя атомами кислорода и молекулой на основе углерода. В океане фитопланктон использует энергию солнца для создания молекул сульфоната. Бактерии затем потребляют сульфаты для получения питательных веществ и энергии.
Бриндан Дарем, тогда доктор наук в области океанографии, а ныне доцент в Университете Флориды, обратился к последним генетическим исследованиям почв, чтобы узнать какие микробные пути используются для обработки сульфонатов в океане. Сначала исследование было сфокусировано на 36 морских микробах, которые группа исследователей культивировала в лаборатории, используя метод, разработанный Вашингтонским университетом для проверки того, какие организмы сами производят сульфонаты в лабораторных условиях.
Исследование обнаружило «некоторые поразительные сходства между сульфонатными путями в наземных и океанических системах», — написал Дарем. Растения производят большую часть сульфонатов в почвах. В океанах большинство сульфонатов также вырабатываются фотосинтезирующими организмами, но в этом случае одноклеточным фитопланктоном.
Затем в исследовании рассматривались микробы в открытом океане, которые еще нельзя вывести в лаборатории. Во время исследовательского круиза 2015 года к северу от Гавайев ученые в разное время дня и ночи собирали микробные образцы. Затем исследователи заморозили образцы, чтобы проанализировать их генетическое и химическое содержание в Сиэтле.
«Мы вернулись из моря с замороженными образцами, которые сгенерировали более шести терабайт данных, требующих исследования, — писал Дарем, — это серьезное вычислительное препятствие».
В конце концов, команде удалось извлечь соответствующие данные и найти шаблоны, которые подтвердили результаты лабораторных исследований. Они также обнаружили дневной и ночной ритм сульфонатного метаболизма, который отражает активность фотосинтезирующих организмов.
«Сульфонаты производятся и потребляются определенными группами микробов, поэтому мы можем использовать их для отслеживания конкретных связей в морских сообществах, — сказал Дарем. — И поскольку сульфонаты содержат углерод-серу, они являются частью глобального углеродного цикла, который контролирует поток углекислого газа в океан и из океана. Это становится все более важным для понимания по мере изменения климата».
Источник: eurekalert.org
