Rola mikroorganizmów w osadach morskich
Osady morskie stanowią największy organiczny pochłaniacz dwutlenku węgla na Ziemi. Tworzą się one, gdy materia organiczna wytworzona na lądzie i w ekosystemach wodnych odkłada się na dnie morskim. Duża część z tej materii organicznej ulega remineralizacji, gdy cząsteczki organiczne zostają przetworzone do form nieorganicznych na skutek oddziaływania mikroorganizmów beztlenowych żyjących pod powierzchnią osadów. Mikroorganizmy odpowiedzialne za ten proces pozostają w dużej mierze niezidentyfikowane. Zespół projektu SUBSTRATE USE zbadał losy pewnej liczby związków węgla o niskiej masie cząsteczkowej powszechnie występujących w morskich osadach beztlenowych. Próbki osadu pochodziły z miejsc w pobliżu wybrzeży Alaski, Danii oraz Meksyku. W laboratorium próbki osadu poddano inokulacji, by wybrać mikroorganizmy wyspecjalizowane w korzystaniu z jednego lub wielu rodzajów podłoża. Partnerzy projektu skupili się przy wyborze na populacjach mikroorganizmów redukujących siarczany, metanogenach oraz acetogenach. Stanowiły one trzy główne grupy związane z procesem remineralizacji materii organicznej w beztlenowych warunkach osadów morskich. Wyniki wskazały, że mikroorganizmy wyspecjalizowane w korzystaniu z danego podłoża stały się dominujące w próbkach z jednym typem podłoża. Populacje niewyspecjalizowane w korzystaniu z określonego podłoża stały się natomiast dominujące w próbkach z różnymi typami podłoża. Naukowcom udało się również wykazać po raz pierwszy obecność aktywnych populacji mikroorganizmów w bazalcie pod dnem morskim. Modelowanie energetyczne umożliwiło stworzenie ram teoretycznych dla wyjaśnienia, jak acetogeny mogą współistnieć z reduktorami siarczanów oraz metanogenami (które uzyskują więcej energii z reakcji metabolicznych). Sporządzono również wszechstronne opracowanie na temat genów funkcjonalnych oraz procesów metabolicznych obserwowanych w środowiskach pod dnem morskim. Wyniki projektu SUBSTRATE USE umożliwiły dogłębniejsze zrozumienie roli osadów morskich w globalnym obiegu węgla. Ułatwią również naukowcom wyjaśnianie sposobów, w jakie mikroorganizmy regulują skład chemiczny oceanów, skład gazów atmosferycznych oraz klimat Ziemi.
Słowa kluczowe
Mikroorganizmy, osady morskie, mikroorganizmy cyklu węglowego, zmiana klimatu, pochłaniacz CO2, materia organiczna, dno morskie, mikroorganizm beztlenowy, związki węgla, remineralizacja, bazalt pod dnem morskim, acetogen, reduktor siarczanów, metanogen, g