В окружающей среде обнаружен неожиданный источник метана

Как выяснилось, половина микробного населения кишечника всё ещё остаётся загадкой для науки.

Как выяснилось, половина микробного населения кишечника всё ещё остаётся загадкой для науки.
Иллюстрация Centers for Disease Control and Prevention.

Отходы обработки древесины могут стать сырьём для производства экологичного пластика.

Отходы обработки древесины могут стать сырьём для производства экологичного пластика.
Фото Global Look Press.

Как выяснилось, половина микробного населения кишечника всё ещё остаётся загадкой для науки.
Отходы обработки древесины могут стать сырьём для производства экологичного пластика.
Сильнейший парниковый газ приходит, откуда не ждали. Такой вывод сделали исследователи, присмотревшись к некоторым химическим процессам в живой природе.

Некоторые азотфиксирующие бактерии являются одновременно и сборщиками, и производителями метана. Такой вывод делается в исследовании, опубликованном командой учёных во главе с Кэролайн Харвуд (Caroline Harwood) из Вашингтонского университета.

Азот – важнейший компонент белков, ДНК и РНК. То есть жизнь без него невозможна в буквальном смысле. Тем не менее люди, животные и растения не умеют потреблять азот из атмосферы. Мы находимся в положении царя Тантала, который, стоя в воде, не мог утолить жажду.

Положение спасают азотфиксирующие бактерии и археи, которые переводят атмосферный азот в формы, доступные живым организмам. Для этого они используют комплекс ферментов, известный под общим названием нитрогеназа. Примерно у 9% азотфиксирующих организмов одним из компонентов этого комплекса является Fe-нитрогеназа.

Хотя этот белок давно известен биологам, настоящим открытием стал тот факт, что он используется бактериями для производства метана. Изучая микроорганизмы вида Rhodopseudomonas palustris, учёные обнаружили, что фермент ускоряет химическую реакцию, в которой из воды, углекислого газа и азота образуются аммиак, метан и газообразный водород. Таким образом был открыт новый естественный биологический путь производства метана.

"Метан – сильный парниковый газ, поэтому важно учитывать все его источники", – цитирует пресс-релиз слова Харвуд.

Природный оборот метана достигает миллиарда тонн в год.

Является ли способность производить метан таким образом уникальной особенностью R. palustris? Чтобы ответить на этот вопрос, учёные протестировали ещё три вида бактерий, имеющих тот же фермент. Результат не удивил: метан вырабатывают все эти бактерии.

Правда, количество метана, выделяемое R. palustris, оказалось небольшим по сравнению с другими продуктами реакции. Однако его хватало, чтобы поддерживать жизнедеятельность штамма Methylomonas, который постоянно нуждается в этом газе.

Авторы предполагают, что процесс помогает микробным сообществам: одни бактерии производят метан с помощью Fe-нитрогеназы, а другие потребляют его. Подобный симбиоз может быть характерен для микробного населения почв, морских отложений и даже человеческого кишечника.

Последнее обстоятельство означает, что открытие имеет и медицинское значение: ведь некоторые из заболеваний пищеварительного тракта связаны именно с избыточным образованием метана.

Важен новый результат и для экологии. Естественный биологический оборот метана составляет не менее миллиарда тонн в год. В то же время это сильнейший парниковый газ, и содержание его в атмосфере влияет на климат Земли. В свете дискуссий, развернувшихся вокруг глобального потепления, очень важно знать место и роль всех естественных источников таких газов в сложном сообществе земного шара.

К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) неоднократно писали о метане и его связи с климатом. Например, мы рассказывали о "метановом" вкладе в глобальное потепление морских червей, деревьев и даже домашних животных.