Международная группа учёных под руководством специалистов из Колледжа литературы, искусств и наук Университета Южной Калифорнии обнаружила, как крошечные микроорганизмы совместно образуют живую электрическую сеть, чтобы поглощать часть этого газа до того, как он попадёт в атмосферу, действуя как мощный живой фильтр.
Метан — мощный парниковый газ — постоянно просачивается со дна океана и может подниматься в атмосферу. Выявив, как эти микробы естественным образом снижают выбросы метана, результаты исследования могут привести к разработке инновационных стратегий для лучшего контроля выбросов метана как в естественной, так и в искусственной среде.
Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, проливает свет на уникальное партнёрство между двумя очень разными микробами: анаэробными метанотрофными археями (ANME) и сульфатредуцирующими бактериями (SRB).
По отдельности ни один из микробов не может потреблять метан. Когда ANME расщепляют метан, в процессе высвобождаются электроны, которые необходимо вывести — процесс, известный как окислительно-восстановительная реакция, при котором электроны перемещаются от одной молекулы к другой. Это похоже на то, как люди полагаются на кислород для принятия электронов. Без акцептора электронов потребление метана останавливается.
Именно здесь вступают в игру их бактериальные партнёры. Хотя сами SRB не могут потреблять метан, они помогают, принимая электроны, высвобождающиеся в процессе, и передавая их акцептору электронов SRB — сульфату, который обеспечивает их метаболизм.
«Эти два очень разных микроба объединяются в физически взаимосвязанные пучки», — сказал Мох Эль-Наггар, профессор физики и астрономии, профессор химии и биологических наук в Университете Южной Калифорнии и один из ведущих исследователей исследования. «И весь процесс работает, потому что проводящие окислительно-восстановительные белки связывают их в функционирующие электрические цепи».
Используя специализированные электрохимические методы, международная исследовательская группа — включая учёных из Калифорнийского технологического института, Пекинского университета и Института морской микробиологии Макса Планка — впервые измерила этот обмен электронами в лаборатории, используя образцы, собранные из различных морских источников метана, включая Средиземное море, бассейн Гуаймас и побережье Калифорнии.
«Эти микробные партнёрства действуют как естественные стражи, играя решающую роль в ограничении выбросов метана в океан и атмосферу», — сказал Ханг Ю, ведущий автор исследования, который начал это исследование девять лет назад во время своей докторской диссертации в Калифорнийском технологическом институте и сосредоточился на нём в качестве докторанта в Университете Южной Калифорнии.
Теперь, будучи доцентом Пекинского университета, Ю добавил: «Выяснив, как функционируют эти партнёрства, мы получаем представление о том, как жизнь развивалась на протяжении миллиардов лет, даже в экстремальных условиях, для потребления мощных парниковых газов».
Исследователи говорят, что открытие даёт новое представление о том, как невидимая микробная активность может влиять на системы Земли способами, которые мы только начинаем понимать.
«Это может удивить людей, узнать, что микробы, даже в самых отдалённых местах, работают вместе сложными способами, которые влияют на процессы планетарного масштаба», — сказала Виктория Орфан, профессор экологических наук и геобиологии в Калифорнийском технологическом институте и соавтор исследования. «Это открытие, результат почти десятилетних междисциплинарных исследований, является свидетельством настойчивости и сотрудничества в науке. Оно подчёркивает, сколько нам ещё предстоит узнать о микробных экосистемах, от которых мы зависим».
Предоставлено Университетом Южной Калифорнии.
Другие новости по теме
- Как мигрирующие саранчи балансируют между агрегированием и отталкиванием с помощью обонятельной нейронной модуляции
- Белки формируют гибкие сети для транспортировки молекул в клетки, показывает исследование
- Опылители в городе: общеевропейский синтез подтверждает важность управления городской средой, благоприятной для биоразнообразия
- Визуализация и измерение узлов ДНК с помощью автоматизированной техники
- Белки семейства RE1 играют ключевую роль в транспорте аминокислот у растений.
- Побеждаем ли мы в войне с тростниковыми жабами?
- Ранее неизвестный пептид проливает свет на то, как растения томата регулируют свою защиту.
- Эксперт делится концепцией «чистого положительного» углеродного земледелия зерновых.
- Учёный в отставке открыл новый вид динозавра в музейном архиве
- Исследователи используют искусственный интеллект, чтобы превратить отзывы о парках в научные данные
Другие новости на сайте
- Брэд Гарлингхаус прогнозирует, что XRP от Ripple захватит 14% транзакций SWIFT за 5 лет. Standard Chartered повышает прогноз по Ethereum до 7500 долларов, а цель на 2028 год — 25 000 долларов.
- Самосогласованная модель учитывает эффекты самогравитации газа для изучения аккреции в космических масштабах
- Использование теории игр для объяснения возникновения институтов управления ограниченными ресурсами
- Шокирующий поворот в торговой войне: Канада отменяет тарифы на товары из США — это капитуляция?
- Водные артерии Берлина хранят следы бактерий, отражающие антропогенное влияние
- Как мигрирующие саранчи балансируют между агрегированием и отталкиванием с помощью обонятельной нейронной модуляции
- Анализ показывает вклад фитопланктона в многовековое накопление углерода в океане
- Белки формируют гибкие сети для транспортировки молекул в клетки, показывает исследование
- Европейский союз рассматривает Ethereum и Solana для ускорения запуска цифрового евро: отчёт
- Новые методы с использованием наночастиц ускоряют обнаружение вирусов в продуктах питания и воде