В окружающей среде обнаружен неожиданный источник метана
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.
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.