Метаболизми модулӣ метавонад муваффақияти баъзе бактерияҳои коҳишдиҳандаи сулфатро шарҳ диҳад . Муҳаққиқон аъзоёни як оилаи бактериявиро омӯхтанд, ки дар таҳшинҳои анаэробӣ хеле фаъоланд. Ҳамаи намудҳои таҳқиқшуда унсурҳои асосии мубодилаи моддаҳои якхеларо доранд. Вобаста аз намуд, сафедаҳои иловагӣ барои истифодаи моддаҳои мушаххаси органикӣ илова карда мешаванд. Ин бозёфтҳо метавонанд ба фаҳмиши беҳтари нақши микробҳои коҳишдиҳандаи сулфат дар давраи карбони ҷаҳонӣ ва аҳамияти онҳо барои иқлим мусоидат кунанд.
Дар минтақаҳои камии оксигени Замин, бахусус дар қаъри уқёнусҳо, бактерияҳои ба истилоҳ камкунандаи сулфат, қисми зиёди карбони органикиро таҷзия мекунанд. Дар байни ин микробҳои муҳим, оилаи Desulfobacteraceae фарқ мекунад, зеро аъзоёни он қодиранд бисёр пайвастагиҳои гуногун ва баъзан душвортаҷзияшавандаро ба маҳсулоти ниҳоии гази карбон (CO2) таҷзия кунанд. Тадқиқоти нави муҳаққиқон таҳти роҳбарии доктор Ларс Вёлбранд ва профессор доктор Ралф Рабус аз Донишгоҳи Олденбург, нақши ин микробҳоро ҳамаҷониба таҳқиқ кардааст.
Гурӯҳ дар маҷаллаи Science Advances гузориш медиҳад, ки ин бактерияҳо дар саросари ҷаҳон паҳн шудаанд ва бо мубодилаи моддаҳои мураккабе, ки ба системаи модулӣ монанданд, тавсиф мешаванд: ҳамаи намудҳои омӯхташуда дар мубодилаи моддаҳои худ унсурҳои асосии якхела доранд, ба монанди онҳое, ки барои истеҳсоли энергия мебошанд. Вобаста аз намуд, сафедаҳои иловагии фармоишӣ барои истифодаи моддаҳои мушаххаси органикӣ илова карда мешаванд - яъне сафедаҳои интиқолӣ барои интиқоли моддаҳо ба ҳуҷайра ва ферментҳо барои вайрон кардани онҳо. Ба гуфтаи муҳаққиқон, ин системаи модулӣ, аввалан, сабаби муваффақияти ин гурӯҳро шарҳ медиҳад. Дуюм, ин кор воситаҳои нави таҳлилиро барои беҳтар фаҳмидани нақши микробҳои коҳишдиҳандаи сулфат дар давраи карбони ҷаҳонӣ ва аз ин рӯ аҳамияти онҳо барои иқлим фароҳам меорад.
Рабус, ки гурӯҳи тадқиқотии микробиологияи умумӣ ва молекулавӣ дар Институти химия ва биологияи муҳити баҳрии Олденбург (ICBM)-ро роҳбарӣ мекунад, мефаҳмонад: «Бактерияҳои камкунандаи сулфат дар ҳадди термодинамикӣ зиндагӣ мекунанд». Ин бактерияҳо барои нафаскашӣ ба ҷои оксиген аз сулфат истифода мебаранд. Ҳангоми таҷзияи моддаҳои органикие, ки ҳамчун ғизои онҳо хизмат мекунанд, онҳо танҳо як қисми энергияеро, ки бактерияҳои аэробӣ зинда метавонанд, ба даст меоранд. Бо вуҷуди ин, онҳо хеле фаъоланд ва ба таҷзияи маводи органикӣ дар қаъри баҳр саҳми назаррас мегузоранд. «Мувофиқи ҳисобҳо, бактерияҳои камкунандаи сулфат дар обҳои соҳилӣ ва минтақаҳои раф, ки дар он ҷо миқдори зиёди маводи органикӣ ҷамъ мешаванд, беш аз нисфи таҷзияро дар қаъри баҳр анҷом медиҳанд», - таъкид мекунад Рабус. Аъзоёни бартаридоштаи ҷомеаи бактериявӣ аксар вақт ба оилаи Desulfobacteraceae дохил мешаванд . Фаъолияти ин микробҳо, масалан, дар баҳри Вадден , ки дар он таҳшин танҳо чанд миллиметр дар зери сатҳ оксиген надорад, ба таври возеҳ намоён аст. «Дар натиҷа, сулфиди гидрогени бӯи бад ба вуҷуд меояд ва таҳшинҳои хоси сулфиди оҳани сиёҳ ба вуҷуд меоянд», - мегӯяд Рабус.
Нақши аъзоёни оилаи Desulfobacteraceae дар таҷзияи маводи органикӣ дар сатҳи ҷаҳонӣ ва абзорҳои молекулавие, ки онҳо барои ин мақсад истифода мебаранд, то ҳол ба таври кофӣ омӯхта нашудааст. Барои гирифтани маълумоти дақиқтар, даста аввал таҳқиқ кард, ки ин бактерияҳои коҳишдиҳандаи сулфат то чӣ андоза паҳн шудаанд. Баррасии адабиёт нишон дод, ки онҳо дар саросари ҷаҳон пайдо мешаванд ва дар ҳама минтақаҳои баҳрӣ байни Арктика ва Антарктида - тавре ки интизор мерафт, асосан дар шароити камкислород ё бекислород мавҷуданд.
Дар қадами оянда, муҳаққиқон шаш штамми хеле гуногуни оиларо парвариш карданд. "Баъзеи онҳо мутахассисоне ҳастанд, ки танҳо баъзе пайвастагиҳоро вайрон мекунанд, дар ҳоле ки дигарон метавонанд аз доираи хеле васеи моддаҳо истифода баранд. Баъзеҳо хурд ва курашакл, дигарон дароз ё ҳатто риштамонанданд", - мегӯяд муаллифи пешбари ин таҳқиқот Ларс Вёлбранд. Барои кушодани мубодилаи моддаҳои онҳо, муҳаққиқон ба микробҳо 35 моддаи гуногун, аз маҳсулоти оддии ферментатсия то кислотаҳои равғании занҷири дароз ва пайвастагиҳои хушбӯйи доимӣ, доданд. Дар маҷмӯъ, онҳо 80 шароити гуногуни санҷишро истифода бурданд. Сипас, онҳо таҳқиқ карданд, ки кадом генҳо ҳангоми вайроншавии ин моддаҳо фаъол мешаванд ва кадом сафедаҳоро микробҳо барои ин мақсад истифода мебаранд. Натиҷаҳо нишон доданд, ки намудҳои гуногун аз абзорҳои молекулавии хеле монанд барои вайрон кардани моддаҳо истифода мебаранд. Ҳамаи шаш намуди омӯхташуда инчунин аз як роҳи якхела, махсусан аз ҷиҳати энергия самаранок барои мубодилаи моддаҳои марказии худ истифода мебаранд.
Муҳаққиқон ба хулосае омаданд, ки Desulfobacteraceae мисли як даста амал мекунад ва аз ин рӯ, қодир аст, ки маҷмӯи зиёди маводҳои ибтидоии гуногунро дар шароити хеле гуногуни геохимиявӣ ва дар маконҳои гуногуни ҷуғрофӣ вайрон кунад. Рабус таъкид мекунад: "Як намуди асосии санг вуҷуд надорад. Баръакс, бактерияҳо ҳамчун як ҷомеа, ба монанди як дастаи футбол, амал мекунанд: "Ҳар як даста дарвозабон ва ҳамлагар дорад, аммо ҳар як даста низ корҳоро ба таври худ анҷом медиҳад", - мефаҳмонад Вёлбранд. Ин чандирӣ метавонад шарҳ диҳад, ки чаро Desulfobacteraceae яке аз маъмултарин коҳишдиҳандаҳои сулфат дар саросари ҷаҳон аст .
Сипас, олимон якҷоя бо профессор, доктор Майкл Шлотер аз Донишгоҳи техникии Мюнхен таҳқиқ карданд, ки оё нақшаҳои генетикии баъзе модулҳои калидии шабакаи мубодилаи моддаҳо дар намунаҳои таҳшинҳо муайян карда мешаванд. Онҳо дар ҳақиқат генҳои интихобшударо дар қариб ҳамаи намунаҳои таҳқиқшуда кашф карданд, ки аз минтақаҳои баҳрӣ, аз оби наонқадар чуқур то баҳри амиқ сарчашма гирифтаанд ва масалан, резишгоҳҳои дарёҳои бой аз маводи ғизоӣ, сӯрохиҳои гарм ва хунуки амиқи баҳр ва таҳшинҳои Баҳри Сиёҳи камкислородро дар бар мегирифтанд.
Ба гуфтаи даста, таҳлил, аввалан, аҳамияти Desulfobacteraceae -ро барои таҷзияи карбон таъкид мекунад. Дуюм, муҳаққиқон нишон медиҳанд, ки генҳои омӯхташударо ҳамчун абзорҳои таҳлилӣ барои таҳқиқи мустақими фаъолияти микробҳо дар қаъри баҳр истифода бурдан мумкин аст. "Аҳамияти коҳишдиҳандаҳои сулфат барои давраи карбон эҳтимолан то ҳол нодида гирифта шудааст", мегӯяд геофизик, профессор доктор Майкл Винклхофер аз Институти биология ва илмҳои муҳити зисти Олденбург, ки дар таҳлил иштирок кардааст. Саҳми микробҳо дар таҷзияи карбон дар минтақаҳои соҳилӣ метавонад дар оянда ҳатто афзоиш ёбад, зеро миқдори оксигени уқёнусҳо аз соли 1960 инҷониб аз сабаби эвтрофикатсия ва гармшавии глобалӣ коҳиш меёбад.
Нашри аслӣ
«Нақши калидии Desulfobacteraceae дар давраҳои C/S-и таҳшинҳои баҳрӣ ба шабакаҳои танзими катаболикӣ-конгенерикӣ асос ёфтааст», Science Advances (2025), doi: 10.1126/sciadv.ads5631
Ҳамчунин хонед
Мошинҳои электрикии сабуктар ва гидрогени сабз ба шарофати бактерия | Пугналом
Бактерияҳои гетеротрофӣ барои даҳ фоизи фиксатсияи нитрогени баҳрии ҷаҳонӣ масъуланд | Pugnalom
