«Это открытие показывает, как мало мы знаем об организмах, участвующих в океанских биохимических процессах, – говорит Phil Taylor, руководитель океанографической программы Национального научного фонда (США). – Оно может оказать значительное влияние на наши представления о циклах азота и углерода в мировом океане, а также на построение моделей этих циклов».
Хотя содержание азота в атмосфере составляет почти 80%, большинство организмов могут использовать его только в том случае, если он связывается с другими элементами, образуя различные смеси, такие как аммиак или нитрат. Являясь составным компонентом белков, азот необходим для всех известных форм жизни.
Zehr и его коллеги описали азотфиксирующую бактерию, которую лабораторно вырастили в воде, взятой из Тихого океана. Похоже, что эти организмы принадлежат роду Synechocystis. Эта группа цианобактерий, известных еще как сине-зеленые водоросли, включает в себя морские и пресноводные виды. Представляется, что недавно открытые бактерии могут обитать на больших глубинах и живут гораздо дольше, чем другие морские цианобактерии, поглощающие океанский азот.
На земле азотфиксирующих бактерий тоже живут. Например, их можно обнаружить на корнях бобовых культур, таких как горох или бобы. В то время как в прибрежных водах было найдено большое количество азотфиксирующих цианобактерий, в открытом океане их встречали крайне редко.
«Из этого следует, что видов азотопоглощающих форм гораздо больше, чем мы себе представляли, – говорит Zehr. – Известны только один или два азотфиксирующих организма, обитающих в открытом океане. Предположительно, они не могут поглотить весь азот, имеющийся в океане». От количества поглощаемого в океане азота зависит глобальное потепление, так как азот стимулирует рост морских водорослей, которые, в свою очередь, поглощают из атмосферы углекислый газ.
За последние 12 лет Zehr открыл большое количество азотфиксирующих бактерий. Правда, эти открытия были сделаны в результате наблюдений не за самими организмами, а за фрагментами ДНК, в особенности геном, который наделяет белок способностью фиксировать азот.
Морской азотфиксирующий Synechocystis – первый из организмов, который группа ученых под руководством Zehr’а вырастила в лаборатории. Выяснилось, что длина этой бактерии в 100 раз больше, чем у обычных морских фотосинтетических бактерий. «Для нас, привыкших к другим размерам, они как баскетбольные мячи», – говорит Zehr.
Сравнительно большой размер этих цианобактерий, а также их обилие говорят о том, что они играют большую роль в океанской азотофиксации. «Потенциально биомасса этих бактерий равна биомассе двух известных океанских азотфиксаторов вместе взятых», – констатирует Zehr. Новая бактерия обитает на глубине от 100 до 200 метров (наиболее продуктивный из известных ранее азотфиксаторов живет на глубине 50 метров). В отличие от других азотфиксаторов, которые активны только в теплые периоды, новая бактерия проявляла активность и в феврале.
