Naukowcy odkryli przyczynę efektu cieplarnianego

Do czterech procent metanu na Ziemi pochodzi z bogatej w tlen wody oceanicznej, ale naukowcy do tej pory nie byli w stanie określić dokładnego źródła gazu cieplarnianego. Teraz naukowcy twierdzą, że je znaleźli.

Naukowcy, którzy dokonali odkrycia, nie chcieli badać geochemii oceanów. Szukali nowych antybiotyków. Projekt finansowany przez National Institutes of Health badał niezwykłą klasę potencjalnych antybiotyków zwanych fosfonianami, które są już stosowane w rolnictwie i medycynie.

„Badamy wszystkie rodzaje antybiotyków, które mają wiązania węgiel-fosfor” – wyjaśnia William Metcalf, profesor mikrobiologii na University of Illinois i lider projektu, oraz Wilfried van der Donk, profesor w Institute for Genomic Biology. „Znaleźliśmy geny w mikroorganizmach, które naszym zdaniem mogłyby wytwarzać antybiotyki. Ale one tego nie robiły. Robiły coś zupełnie innego”.

Mikrobem był Nitrosopumilus maritimus, jeden z najpowszechniejszych organizmów na planecie, mieszkaniec bogatych w tlen wód otwartego oceanu. Naukowcy odkryli w tych mikrobach geny, które rzekomo mogą wytwarzać potencjalne antybiotyki - kwasy fosfonowe. Pobierając niezbędny fragment DNA Nitrosopumilus maritimus, naukowcy przenieśli jego kopie do genomu Escherichia coli (pałeczki jelitowej), ale ta zmodyfikowana bakteria zaczęła wytwarzać nie antybiotyk, jak naukowcy mieli nadzieję, ale kwas metylofosfonowy (metylofosfonian).

Substancja ta została wykorzystana przez naukowców w celu potwierdzenia wcześniej niepopularnej hipotezy, że metan w oceanie jest produktem działalności bakterii rozkładających metylofosfonian na metan i kwas fosforowy.

„Tylko jeden problem z tą teorią” – mówi van der Donk. „Kwas metylofosfonowy nigdy wcześniej nie został wykryty w ekosystemach morskich. Na podstawie znanych reakcji chemicznych trudno było zrozumieć, w jaki sposób ten związek mógłby zostać wytworzony bez użycia niezwykłej biochemii”.

Hodując Nitrosopumilus maritimus w dużych ilościach w laboratorium wraz z innymi bakteriami zamieszkującymi oceany, naukowcy odkryli, że metylofosfonian gromadził się w ścianach komórkowych Nitrosopumilus maritimus. Kiedy organizm umarł, inne bakterie zerwały wiązanie węgiel-fosfonian metylofosfonianu, aby pochłonąć fosfor, pierwiastek, który jest rzadki w oceanach, ale niezbędny do życia. Tak więc, gdy wiązanie węgiel-fosfonian w metylofosfonianie zostaje zerwane, uwalnia się metan.

Naukowcy zauważają, że ich odkrycie pozwoli im lepiej zrozumieć naturę zmian klimatycznych na planecie.

„Wiemy, że 20 procent efektu cieplarnianego pochodzi z metanu, z czego cztery procent pochodzi z wcześniej nieznanego źródła. Musimy wiedzieć, gdzie powstaje metan i co się z nim dzieje, aby zrozumieć, co się stanie, gdy klimat się zmieni” – powiedział William Metcalf.

[ 1 ], [ 2 ]