Вторая часть нитрификации, превращение нитрита в нитрат, осуществляется нитритокисляющими бактериями, которые в основном принадлежат к типу Nitrospinae. Тем не менее, Nitrospinae в десять раз меньше, чем окислители аммиака, что поднимает вопрос: есть ли в океане столь же обильный, еще не обнаруженный окислитель нитрита??
Расти быстро, умри молодым
Ученые из Института морской микробиологии Макса Планка решили эту загадку в сотрудничестве с коллегами из Венского университета, Университета Южной Дании и Технологического института Джорджии. "Мы показываем, что нет необходимости использовать еще не открытые, широко распространенные окислители нитрита для объяснения нитрификации в океане. «Удивительно, но мы, вероятно, уже знаем всех игроков», – говорит Катарина Китцингер, первый автор статьи, опубликованной в научном журнале Nature Communications в феврале.
Пока что ученые в основном определили количество микробов, участвующих в морской нитрификации, однако Катарина Китцингер и ее коллеги также исследовали биомассу микроорганизмов, а также скорость роста и активность отдельных клеток. Эти результаты показали, что в десять раз более высокое содержание окислителей аммиака не связано с различиями в размерах микроорганизмов или медленным ростом Nitrospinae, как предполагали многие ученые до сих пор.
"Напротив. Наши результаты показывают, что Nitrospinae намного активнее и растут намного быстрее, чем археи, окисляющие аммиак.
Таким образом, Nitrospinae явно более эффективны, чем Archaea », – объясняет Катарина Китцингер и добавляет:« Таким образом, можно было бы ожидать, что Nitrospinae будет значительно более многочисленным. Поскольку это не так, мы предполагаем, что у Nitrospinae такая низкая численность, потому что у них высокий уровень смертности.
Это объясняет сбалансированный процесс морской нитрификации в океане и делает маловероятным существование неизвестных в большом количестве окислителей нитрита."
Азот и еда для друзей
В то же время исследователи исследовали, какие соединения азота, окисляющие аммиак, археи и Nitrospinae используют для роста своих клеток. «В то время как археи выращивают почти исключительно с использованием аммония, Nitrospinae, похоже, в основном используют органический азот, а именно мочевину и цианат», – говорит Катарина Китцингер. "Использование органического азота, вероятно, является ключом к экологическому успеху Nitrospinae, поскольку позволяет им избежать конкуренции со своими друзьями, археями, от которых они зависят в получении нитритов.Таким образом, два микроорганизма помогают друг другу: археи производят нитрит, который обслуживает Nitrospinae, тогда как Nitrospinae, по-видимому, выделяет некоторое количество аммония после поглощения органического азота. Таким образом, они, в свою очередь, являются источником энергии для архей – симбиотическая беспроигрышная ситуация.
Ученые собрали свои образцы в Мексиканском заливе, где процесс нитрификации очень важен из-за высокого поступления питательных веществ из рек, таких как Миссисипи. «Микроорганизмы, участвующие в нитрификации, и их относительная численность во всем мире одинаковы», – говорит Катарина Китцингер. "Таким образом, весьма вероятно, что наши результаты справедливы и для остальной части океана."