Sulfat reduksiya edən bakteriyalar Yerin oksigensiz zonalarında, xüsusən də dəniz dibində üzvi karbonun böyük bir hissəsini parçalayır. Bu mühüm mikroblar arasında Desulfobacteraceae bakteriya ailəsi fərqlənir, çünki onun üzvləri müxtəlif birləşmələri, o cümlədən zəif parçalana bilən birləşmələri son məhsulu olan karbon qazına (CO ₂ ) parçalaya bilirlər.

Almaniyanın Oldenburq Universitetindən Dr.Lars Wöhlbrand və Prof.Dr.Ralf Rabusun rəhbərlik etdiyi tədqiqatçılar qrupu bu mikrobların rolunu ətraflı şəkildə araşdırıb və onların hərtərəfli araşdırmasının nəticələrini Science Advances jurnalında dərc edib .

Komanda bildirir ki, bakteriyalar bütün dünyada yayılmışdır və modul xüsusiyyətlər nümayiş etdirən kompleks bir metabolizmə malikdir. Bütün tədqiq edilmiş suşlar, məsələn, enerji toplamaq üçün eyni mərkəzi metabolik arxitekturaya malikdir.

Bununla belə, bəzi ştammlar müxtəlif üzvi maddələrdən istifadə etməyə imkan verən əlavə ştama xüsusi molekulyar modullara malikdirlər. Tədqiqatçılar bu qrup bakteriyaların ekoloji uğurunu bu çox yönlü modul sistemlə əlaqələndirirlər. Onlar həmçinin izah edirlər ki, onların tədqiqatı sulfat azaldan mikrobların qlobal karbon dövranındakı rolu və onların iqlim üçün uyğunluğu haqqında anlayışımızı daha da inkişaf etdirmək üçün yeni analitik vasitələr təqdim edir.

Termodinamik həddə həyat

Oldenburq Universitetinin Dəniz Mühitinin Kimya və Biologiya İnstitutunda (ICBM) Ümumi və Molekulyar Mikrobiologiya işçi qrupuna rəhbərlik edən Rabus, “Bu sulfat reduktorları həyatlarını termodinamik həddə yaşayırlar” deyə izah edir. Bu bakteriyalar tənəffüs üçün oksigendən çox sulfatdan istifadə edir və aerob bakteriyaların üzvi maddələrin parçalanmasından çıxara biləcəyi enerjinin yalnız bir hissəsini toplayırlar. Bununla belə, onlar son dərəcə aktivdirlər və dəniz dibində üzvi maddələrin parçalanmasında əsas rol oynayırlar.

“Təxmin edilir ki , xüsusilə böyük miqdarda üzvi maddələrin yığıldığı sahil sularında və şelf ərazilərində dəniz dibindəki deqradasiyanın yarısından çoxunu sulfat reduksiya edən bakteriyalar təşkil edir”, – Rabus qeyd edir.

O, bakteriya cəmiyyətinin dominant üzvlərinin çox vaxt Desulfobacteraceae ailəsinə aid olduğunu və bu mikrobların fəaliyyətinin səthdən cəmi bir neçə millimetr aşağıda çöküntünün oksigensiz olduğu palçıq kimi mühitlərdə aydın şəkildə göründüyünü izah edir. “Bu, pis qoxulu hidrogen sulfidin və fərqli qara dəmir sulfid çöküntülərinin əmələ gəlməsi ilə nəticələnir” deyə izah edir.

Bununla belə, Desulfobacteraceae ailəsinin üzvlərinin qlobal səviyyədə üzvi materialın deqradasiyasında oynadığı rol və ya əsas molekulyar mexanizmlər haqqında çox az şey məlum idi. Daha ətraflı məlumat əldə etmək üçün komanda əvvəlcə bu sulfat azaldan bakteriyaların qlobal yayılmasını təhlil etdi. Müvafiq ədəbiyyatın tədqiqi onların bütün dünyada yayıldığını və Arktika ilə Antarktika arasındakı bütün dəniz ərazilərində, xüsusən də gözlənildiyi kimi aşağı oksigen və ya oksigensiz mühitlərdə baş verdiyini ortaya qoydu.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1741589398&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-earth-hidden-carbon-recyclers-sulfur.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My4xNDIiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KEE6QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl1dLDBd&dt=1741589398023&bpp=1&bdt=138&idt=45&shv=r20250305&mjsv=m202503040101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741589353%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741589353%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741589353%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=3234887324931&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2632&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95354310%2C95354324%2C95354337%2C31090357%2C95353782%2C95340252%2C95340254&oid=2&pvsid=3435187103625580&tmod=1828880005&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=49

Üzvi birləşmələri parçalamaq üçün oxşar molekulyar strategiyalar

Növbəti mərhələdə tədqiqatçılar Desulfobacteraceae-nin altı çox fərqli ştamını becərdilər.

“Bəziləri yalnız müəyyən birləşmələri parçalayan mütəxəssislərdir, digərləri isə geniş spektrli maddələrdən istifadə edə bilir. Bəziləri kiçik və sferik, digərləri uzunsov və ya hətta sapvarıdır”, – tədqiqatın aparıcı müəllifi Lars Wöhlbrand izah edir.

Onların maddələr mübadiləsini deşifrə etmək üçün tədqiqatçılar mikrobları sadə fermentasiya məhsullarından tutmuş uzun zəncirli yağ turşularına və zəif parçalana bilən aromatik birləşmələrə qədər ümumilikdə 35 müxtəlif maddə (substrat) ilə qidalandırıblar. Tədqiq olunan altı suş üçün cəmi 80 sınaq şəraitindən istifadə edilmişdir. Daha sonra komanda bu maddələrin parçalanması zamanı hansı genlərin aktivləşdiyini və mikrobların bu proses üçün hansı zülallardan istifadə etdiyini təhlil edib. Fərqli suşların maddələri parçalamaq üçün çox oxşar molekulyar strategiyalardan istifadə etdiyi ortaya çıxdı və bütün altı suş da mərkəzi metabolizm üçün eyni yüksək enerjiyə qənaət edən yoldan istifadə edir.

Tədqiqatçılar belə nəticəyə gəliblər ki, Desulfobacteraceae bir komanda kimi birlikdə işləyir və nəticədə müxtəlif geokimyəvi şəraitdə və müxtəlif coğrafi məkanların geniş diapazonunda müxtəlif substratların böyük hovuzunu parçalaya bilir.

Rabus vurğulayır: “Tək, dominant əsas növ yoxdur”. Bunun əvəzinə, bakteriyalar futbol komandasına bənzər bir əməkdaşlıq icması kimi fəaliyyət göstərir.

Wöhlbrand əlavə edir: “Hər komandanın bir qapıçısı və bir hücumçusu var, lakin hər komanda da öz qaydasında işlər görür”. Bu çox yönlülük həm də Desulfobacteraceae-nin niyə dünyada ən çox yayılmış sulfat reduktorları arasında olduğunu izah edə bilər.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Almaniyanın Münhen Texniki Universitetindən Prof. Dr. Michael Schloter ilə birlikdə tədqiqatçılar daha sonra çöküntü nümunələrində metabolik şəbəkənin müəyyən əsas modulları üçün genetik planların aşkar edilib-edilmədiyini araşdırdılar. Faktiki olaraq, onlar dayaz sulardan dərin dənizə qədər uzanan dəniz ərazilərindən götürülmüş demək olar ki, bütün təhlil edilmiş nümunələrdə, o cümlədən qida ilə zəngin estuarlarda, isti və soyuq dərin dəniz bulaqlarında və oksigensiz Qara dənizin çöküntülərində seçilmiş genləri aşkar etdilər.

Komanda belə nəticəyə gəlir ki, onun təhlili ilk növbədə qlobal səviyyədə karbon parçalanmasında Desulfobakteriyaların oynadığı əsas rolu vurğulayır, ikincisi, araşdırılan genlərin birbaşa dəniz dibində mikrob fəaliyyətini öyrənmək üçün analitik vasitə kimi istifadə oluna biləcəyini nümayiş etdirir.

Analizdə iştirak edən Oldenburq Universitetinin Biologiya və Ətraf Mühit Elmləri İnstitutundan Prof. Dr. Michael Winklhofer deyir: “Karbon dövrəsində sulfat reduktorlarının əhəmiyyəti yəqin ki, indiyədək lazımi səviyyədə qiymətləndirilməyib”.

Geofizik əlavə edir ki, sahilyanı ərazilərdə karbon parçalanması proseslərində bu anaerob mikrobların rolu gələcəkdə arta bilər, çünki həddindən artıq mayalanma və qlobal istiləşmə nəticəsində okeanların oksigen miqdarı təxminən 1960-cı ildən aşağı düşür.

Ətraflı məlumat: Lars Wöhlbrand et al, Desulfobacteraceae-nin dəniz çöküntülərinin C-/S-dövrlərində əsas rolu kongenerik katabolik-tənzimləyici şəbəkələrə əsaslanır, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ads5631 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads5631

Jurnal məlumatı: Elmin inkişafı 

Oldenburg Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir