Неожиданное открытие в глубинах океана проливает свет на жизнь в сумеречной зоне
Согласно новому исследованию, в сумеречной зоне океана, расположенной на глубине от 200 до 1000 метров, где не проникает солнечный свет, наблюдается дефицит железа — ключевого микроэлемента. Его уровень настолько низок, что ограничивает рост бактерий. Чтобы компенсировать это, бактерии производят молекулы сидерофоры, которые помогают им извлекать следовые количества железа из окружающей морской воды.
Статья в Nature, описывающая эти неожиданные находки в Тихом океане, может изменить представления учёных о микробных процессах в глубоком океане и дать новое понимание его способности поглощать углерод.
«Понимание организмов, которые способствуют поглощению углерода в океане, важно для понимания последствий изменения климата», — сказал Тим Конвей, соавтор исследования.
Когда органическое вещество с поверхности опускается в глубины, оно действует как биологический насос, удаляющий углерод из атмосферы и хранящий его в воде и осадках.
В ходе исследования учёные собрали пробы воды из верхних 1000 метров водной толщи в восточной части Тихого океана от Аляски до Таити. Результаты их удивили.
Высокие концентрации сидерофоров были обнаружены не только в поверхностных водах, где ожидался дефицит железа, но и на глубине 200–400 метров. Ранее считалось, что концентрации питательных веществ и железа в этой «сумеречной зоне» мало влияют на рост бактерий.
«В отличие от поверхностных вод, мы не ожидали найти сидерофоры в сумеречной зоне океана», — отметил Конвей.
Исследование показывает, что дефицит железа для бактерий в этом регионе восточной части Тихого океана высок, и они используют сидерофоры для увеличения его усвоения. Это имеет косвенное влияние на биологический углеродный насос, поскольку эти бактерии ответственны за разложение погружающегося органического вещества.
Открытие было сделано в рамках международной программы GEOTRACES. Изучение сидерофоров всё ещё находится на ранней стадии: надёжные методы измерения этих молекул в пробах воды были разработаны недавно.
«Для полной картины того, как питательные вещества формируют биогеохимические циклы в океане, будущие исследования должны учитывать эти выводы. Эксперименты у поверхности должны быть расширены и включить сумеречную зону», — заключил соавтор работы Дэниел Репета.