Микробный мегаполис

 (0)

Тонущие микробные города могут помочь разгадать одну из главных загадок океана. Когда на морское дно опускается так называемый «морской снег» — смесь оболочек погибшего планктона, рыбьих экскрементов, пылинок и прочего мусора, — вместе с ним уходит углерод из атмосферы, который планктон использовал для создания своих кальцитовых оболочек. Это один из способов, с помощью которых океан запасает углерод, не позволяя парниковым газам превратить нашу планету в гигантскую духовку.

Микробный мегаполис

Однако учёные обнаружили, что нечто растворяет эти кальцитовые оболочки и высвобождает углекислый газ, снижая способность океана удерживать углерод. В исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences USA, виновник был установлен: им оказались плотные «города» микроорганизмов, обитающие внутри морского снега.

Каждый такой город микроскопичен, но вместе они оказывают мощное влияние на климат Земли — ведь океан населяет невероятное количество микробов. В одной рюмке морской воды могут содержаться миллионы бактериальных клеток. «Если взять все бактериальные клетки океана и выстроить их в одну цепочку, словно жемчужины в ожерелье, она обогнула бы Млечный Путь пятьдесят раз», — говорит соавтор исследования Эндрю Баббин, океанограф из Массачусетского технологического института.

Чтобы изучить микробные города, «мы принесли океан в лабораторию», рассказывает Бенедикт Борер, ведущий автор исследования и биогеохимик из Ратгерского университета. Учёные поместили микроорганизмы в микрофлюидный чип, имитирующий частицы морского снега, и добавили флуоресцентные молекулы, свечение которых менялось в зависимости от содержания кислорода и кислотности среды. Система оказалась настолько чувствительной, что поначалу на результаты измерений влияло даже дыхание людей, находившихся в лаборатории.

Исследователи обнаружили, что особые химические условия внутри микробных городов ускоряют растворение кальцита. Многие микроорганизмы, дышащие кислородом, питаются углеродсодержащими веществами, а затем выделяют углекислый газ, который в морской воде превращается в угольную кислоту. Из-за огромного количества микробов, скучившихся на небольшом пространстве, внутри частиц морского снега и вокруг них образуются концентрированные скопления угольной кислоты. Именно она и растворяет содержащийся в морском снеге кальцит.

По словам исследователей, по мере растворения частицы морского снега становятся легче и опускаются медленнее. В результате у углерода появляется больше времени, чтобы высвободиться, прежде чем он достигнет глубоководных областей, где мог бы надолго сохраниться. Это потенциально увеличивает количество углерода, возвращающегося в окружающую среду.

Чтобы оценить полное влияние микробных городов на кислотность океана, потребуются дополнительные исследования: ведь растворённый кальцит в определённой степени способен нейтрализовать угольную кислоту.

«Крупномасштабные биогеохимические процессы зачастую зависят от взаимодействий, происходящих в чрезвычайно малых масштабах», — говорит Хунцзе Ван, океанограф из Университета Род-Айленда, не участвовавший в исследовании. Баббин с ним согласен: «В конечном счёте именно всё то, что происходит на микроскопическом уровне, и формирует нашу планету».

Источник: Damien Pine, Scientific American, том 334, июнь 2026 года.

Предыдущая статья:
Методы оценки возрастного ухудшения памяти могут быть ошибочными.