Микроскопический охотник на углерод в океане

Одноклеточный морской микроб, способный к фотосинтезу, охоте и поеданию добычи, может быть секретным оружием в борьбе с изменением климата.

Ученые из Технологического университета Сиднея (UTS) обнаружили новый вид, способный естественным образом связывать углерод, даже когда океаны нагреваются и становятся более кислыми.

Этот микроб, широко распространенный по всему миру, фотосинтезирует и высвобождает богатый углеродом экзополимер, который привлекает и обездвиживает другие микробы. Затем он съедает часть пойманной добычи, прежде чем покинуть свою экзополимерную «мукосферу». Захватив другие микробы, экзополимер утяжеляется и тонет, образуя часть естественного биологического углеродного насоса океана.

Морской биолог доктор Микаэла Ларссон возглавила исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, и говорит, что это первое исследование, демонстрирующее такое поведение.

Морские микробы управляют биогеохимией океана с помощью ряда процессов, включая вертикальный перенос и связывание углерода, что в конечном итоге модулирует глобальный климат.

Доктор Ларссон говорит, что, хотя вклад фитопланктона в углеродный насос хорошо известен, роль других микробов гораздо менее понятна и редко оценивается количественно. Она говорит, что это особенно верно для миксотрофных протистов, которые могут одновременно заниматься фотосинтезом и потреблять другие организмы.

«Большинство наземных растений для роста используют питательные вещества из почвы, но некоторые, например Венерина мухоловка, получают дополнительные питательные вещества, ловя и поедая насекомых. Точно так же морские микробы, способные к фотосинтезу, известные как фитопланктон, используют для роста питательные вещества, растворенные в окружающей морской воде. — говорит доктор Ларссон.

«Однако наш исследуемый организм, Prorocentrum cf. balticum, является миксотрофом, поэтому он также способен поедать другие микробы для концентрированного поступления питательных веществ, что похоже на то, как, мы принимаем поливитамины. Способность получать питательные вещества различными способами означает, что этот микроб может занимать части океана, лишенные растворенных питательных веществ и, следовательно, непригодные для большинства фитопланктона».

Профессор Мартина Доблин, старший автор исследования, говорит, что результаты имеют глобальное значение для нашего понимания того, как океан уравновешивает углекислый газ в атмосфере.

По оценкам исследователей, этот вид, выделенных из вод неподалеку от берегов Сиднея, может поглощать 0,02–0,15 гигатонн углерода ежегодно. В отчете Национальной академии наук, инженерии и медицины за 2019 год говорится, что для достижения климатических целей технологии и стратегии по удалению CO2 потребуется удаление примерно 10 гигатонн CO2 из атмосферы каждый год до 2050 года.

«Это совершенно новый вид, никогда ранее не описанный с таким количеством подробностей. Подразумевается, что потенциально в океане поглощается больше углерода, чем мы в настоящее время думаем, и что, возможно, у океана есть огромный потенциал для захвата большего количества углерода естественным путем в местах, которые не считались способными к связыванию углерода», — говорит профессор Доблин.

Она говорит, что главный вопрос заключается в том, может ли этот процесс стать частью природного решения по увеличению улавливания углерода в океане.

«Естественное производство внеклеточных богатых углеродом полимеров океанскими микробами в условиях дефицита питательных веществ, которое мы увидим при глобальном потеплении, предполагает, что эти микробы могут помочь поддерживать биологический углеродный насос в океане будущего».

«Следующим шагом перед оценкой возможности крупномасштабного культивирования является измерение доли богатых углеродом экзополимеров, устойчивых к разрушению бактериями, и определение скорости погружения выброшенных мукосфер.

«Это может изменить наши представления об углероде и о том, как он перемещается в морской среде».

Статья «Мукосферы, образующиеся в результате круговорота углерода в океане, воздействующего на миксотрофных протистов», опубликована в журнале Nature Communications.