Тайната роля на сулфат-редуциращите бактерии в опазването на морето!

Тайната роля на сулфат-редуциращите бактерии в опазването на морето!

Ново проучване, публикувано в списание Science Advances, изследва критичната роля на сулфат-редуциращите бактерии (SRB) в разграждането на органичната материя в морското дъно. Изследователската работа беше извършена от д-р Ларс Вьолбранд и проф. д-р Ралф Рабус от университета в Олденбург, ръководени от него. Тези микроби, особено семейство Desulfobacteraceae, са активни в безкислородни зони на Земята и допринасят значително за производството на въглероден диоксид (CO2).

Desulfobacteraceae имат модулен метаболизъм, който им позволява да използват различни органични молекули. В проучването шест различни щама на тези бактерии са култивирани и широко тествани. На микробите са дадени 35 различни храни и са изследвани при 80 специфични условия. Резултатите показват, че различните видове метаболизъм използват подобни молекулярни инструменти за разграждане. Това обяснява глобално разпространената и гъвкава природа на Desulfobacteraceae.

Ролята на бактериите в кръговрата на въглерода

Изчислено е, че сулфат-редуциращите бактерии представляват повече от половината от разграждането на органичния материал в крайбрежните води и шелфовите зони. Тяхната дейност води до образуването на сероводород и черен железен сулфид в утайката. Въпреки важността им, ролята на Desulfobacteraceae в въглеродния цикъл често се подценява. Генетичните маркери на определени ключови модули са открити в проби от седименти, получени от различни морски местообитания.

Един особено забележителен щам, Desulfococcus multivorans, има пълен геном, състоящ се от една кръгова хромозома от 4 455 399 базови двойки. Това варира по размер от други SRB като Desulfotalea psychrophila до Desulfobacterium autotrophicum HRM2. Геномният анализ идентифицира не само гени за tRNA и rRNA, но и множество гени, свързани с икономическото разнообразие и адаптивността на тези бактерии.

Метаболитна гъвкавост

Проучването подчертава, че SRB могат да преобразуват не само сулфат, но и различни органични съединения, които са трудни за разграждане. Метаболитната реконструкция на D. multivorans показва, че тези бактерии са способни да разграждат ароматни и алифатни субстрати, които се окисляват до CO2 по пътя на Wood-Ljungdahl. Те използват различни ензими, които са необходими за β-окисление и реагират адаптивно на кислородния стрес.

Разнообразието от ензими и голямото покритие на протеомните анализи показват силен метаболитен капацитет, който тези бактерии могат да развият. Тези резултати могат да играят решаваща роля за разбирането на въздействието на изменението на климата върху морските екосистеми. С намаляването на нивата на кислород в океаните значението на SRB при разграждането на органичната материя може допълнително да се увеличи.

Това изследване не само дава нови прозрения за биологичните процеси, които поддържат въглеродния цикъл, но също така отваря перспективи за бъдещи изследвания, които се стремят да разберат микробния метаболизъм на генетично ниво. Desulfobacteraceae не само са на фокус като ключови фактори за разграждането на въглерода, но също така впечатляващо демонстрират пластичността и адаптивността на микробния живот в сложни екосистеми.

Изчерпателните проучвания върху разпространението, метаболитните процеси и екологичното значение на Desulfobacteraceae допринасят за задълбочаване на разбирането ни за въглеродната динамика и техните взаимодействия с океанската химия. Прозренията, получени от това проучване, биха могли да имат широкообхватни последици за разбирането на морската микробна екология и глобалния въглероден цикъл.

uol.de съобщава, че... и PMC обяснява основните генетични аспекти... и sigmaearth разширява контекста на ролята на SRB...