Наука

Ученые обнаружили ключевой вклад древних микробов в углеродный цикл Земли

Ученые обнаружили ключевой вклад древних микробов в углеродный цикл Земли - бактерии

Углеводороды играют ключевую роль в атмосферной и биогеохимии, энергосбережении и изменении климата. Большинство углеводородов образуются в анаэробных средах в результате высокой температуры или микробного разложения органических веществ. Микроорганизмы могут также «поедать» углеводороды под землей, предотвращая их попадание в атмосферу. 

Используя новую технику, разработанную в Институте наук о Земле и жизни (ELSI), международная команда под руководством профессоров Токийского технологического института Алексиса Гилберта, Наохиро Йошида и Юичиро Уэно показывает, что биологическая деградация углеводородов дает уникальную биологическую сигнатуру. Эти результаты могут помочь обнаружить подземную биологию и понять углеродный цикл и его влияние на климат.

Человечество эксплуатирует огромные запасы углеводородов на Земле как один из основных источников энергии. Способы, с помощью которых углерод фиксируется и обрабатывается во время формирования этих резервуаров, имеют важные последствия для разведки ресурсов. Кроме того, выброс углеводородов из подземных резервуаров Земли может иметь важные последствия для климата Земли, поскольку легкие углеводороды, такие как метан, являются мощными парниковыми газами. Ученые хотели бы понять потенциально важную роль, которую огромная подземная биосфера Земли может сыграть в поведении глубоких залежей углеводородов. До настоящего времени было трудно оценить, сколько углеводородов было затронуто подземными микроорганизмами.

Типичные образцы анализируются в исследовании. Левая сторона: инкубация бактерий с пропаном. Правая сторона: проба природного газа. Предоставлено: N. Escanlar / ELSI.

Гилберт и его коллеги преодолели эту трудность с помощью нового метода, разработанного в ELSI, который позволяет измерять соотношения стабильных изотопов углерода в конкретных положениях. Углеводороды – это в основном длинные цепочки атомов углерода, присоединенные к атомам водорода, но углерод имеет два естественных изотопа (типы атомов углерода с разным количеством нейтронов и, следовательно, разными массами, которые можно измерить), углерод-12 ( 12 С) и углерод-13 ( 13 С). Из-за того, что организмы образуют молекулы, которые в конечном итоге превращаются в углеводороды окружающей среды, соотношение 12 C / 13C для каждого конкретного положения атома углерода в углеводороде может быть уникальным. Исследования были сосредоточены на пропане, углеводородной молекуле природного газа, содержащей три атома углерода.

«Я был особенно заинтересован в расшифровке биологических от небиологических процессов, связанных с органическими молекулами. Этот вопрос имеет значение для происхождения жизни, для обнаружения жизни во Вселенной, но также и для нашего понимания биосферы и ее эволюции на Земле», говорит Гилберт.

Это исследование также имеет важные последствия для глобального изменения климата , поскольку пропан и другие углеводороды являются парниковыми газами и загрязнителями. Хотя команда не пыталась количественно определить, сколько углеводородов «съедают» микроорганизмы в глобальном масштабе, они полагают, что их подход позволит такое количественное определение в ближайшем будущем, и предполагают, что это принесет пользу моделям, нацеленным на количественную оценку круговорота углеводородов в мире.

Наконец, Гилберт добавил, что в будущем такой подход может быть полезен для обнаружения жизни на внеземных телах, таких как другие планеты или луны в нашей солнечной системе. Хотя их нынешняя машина слишком велика для отправки в космос, их методы могут быть применены к пробам, доставленным на Землю, или их инструмент может быть миниатюрным.

39 Просмотров
Мы в Мы Вконтакте

Похожие темы

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

< !-- Top100 (Kraken) Counter -->