A mikroorganizmusok szerepe a Föld anyagciklusában
A szén, nitrogén, kén és vas körforgása alapvető folyamat a bolygón, amely során ezek az elemek különböző formában mozognak a levegő, a víz, a talaj, a kőzetek és az élőlények között. Mindezt döntően mikroorganizmusok működtetik: a számunkra mérgező elemek náluk az anyagcsere alapját jelentik, akárcsak az embernél az oxigén. Különösen a kén és a vas játszik kulcsszerepet oxigénszegény környezetben – például a tenger alján vagy mocsarakban –, ahol ezek a mikrobák egyszerre szabályozzák a tápanyagok körforgását, illetve az üvegházhatású gázok, például a szén-dioxid és a metán szintjét is befolyásolják. Fontos, hogy e kapcsolatok feltárása elősegíti annak megértését, miként reagálnak a természetes rendszerek a szennyezésekre és a klímaváltozásra.
MISO: Baktériumok, amelyek rozsdával oxidálják a szulfidot
Az oxigénszegény tengeri üledékekben bizonyos mikrobák hidrogén-szulfidot állítanak elő, ami kellemetlen szagú és igen mérgező gáz. Itt játszik szerepet a vas(III)-oxid – egyszerűen fogalmazva: rozsda –, amely a szulfidot vegyi úton oxidálja. Mégis, az új kutatás szerint a mikroorganizmusok nem pusztán elszenvedői, hanem aktív irányítói ennek a folyamatnak: ők maguk használják fel az energiát rejtő szulfidot növekedésükhöz. A MISO elnevezésű anyagcsere-folyamatban a baktériumok a szulfidot közvetlenül szulfáttá alakítják, kihagyva a szokásos köztes lépcsőket. Ez a képesség segíthet megelőzni a “halott zónák” kiterjedését, miközben a baktériumok növekedésükhöz szén-dioxidot kötnek meg, hasonlóan a növényekhez.
Villámgyors és elterjedt folyamat
Laboratóriumi kísérletek igazolták, hogy a MISO baktériumok által végzett reakció jelentősen gyorsabb, mint a pusztán vegyi úton lezajló folyamat. Emellett a kutatók megállapították, hogy különféle baktériumok és archeák nagyon eltérő környezetekben – természetes vizek mélyén vagy éppen mesterséges, emberalkotta rendszerekben is – képesek ezt a fajta anyagcserét folytatni. Becslések szerint a tengeri üledékekben zajló MISO-reakció a globális szulfid–szulfát-átalakítás mintegy 7%-át teszi ki. Ezt a folyamatot a folyók és olvadó gleccserek által szállított aktív vas táplálja.
Mindezt figyelembe véve a MISO felfedezése új biológiai kapcsolatot világít meg a kén-, vas- és szénkörforgás terén az oxigénhiányos környezetekben. Ez is mutatja, hogy a mikrobák páratlan találékonysággal alakítják át a Föld alapvető elemeit, és nélkülözhetetlenek a bolygó egyensúlyának fenntartásában.
