Бактерии все съедят

Причины и последствия взрыва нефтяной платформы BP Deepwater Horizon остаются предметами дебатов не только экономистов и политиков, но и ученых. Не прошло и недели с момента публикации работы, посвященной обнаружению шлейфа нефти на глубине около километра в водах Мексиканского залива, как тот же журнал Science опубликовал новую статью на эту тему. Специалисты Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (входит в состав Калифорнийского университета) не опровергают существование шлейфа, но ставят под сомнение серьезность его опасности для окружающей среды.

Сбор данных, проведенный в 17 точках вокруг места фонтанирования нефти в период между 25 мая и 2 июня, подтвердил наличие шлейфа нефтепродуктов примерно в 16 км от источника углеводородов. Однако ученые из Беркли сосредоточили свое внимание не на изучении размеров и свойств шлейфа, а на его микробиологическом мире. Они обнаружили, что

активность микробов (в том числе нескольких неизвестных видов) в шлейфе очень высока, что позволяет нефти разлагаться рекордно быстрыми темпами.

Кроме того, деградация нефтепродуктов происходит в этом случае без обычного заметного снижения уровня кислорода в воде, поэтому стандартные методы оценки активности бактерий (берущие в расчет как раз интенсивность их дыхания) не подходят для обработки данных в этом случае.

«Мы обнаружили: выброс нефти в морскую воду серьезно изменил обитающие в ней бактериальные сообщества. Произошло стимулирование развития глубоководных холодолюбивых гамма-протеобактерий, родственников хорошо известных способностью разлагать углеводороды микробов. Активное размножение таких бактерий и высокие темпы разложения нефти — важнейшие механизмы снижения содержания углеводородов в глубинной воде», — отметил специалист по экологии бактерий Терри Хазен, первый автор работы.

Согласно собранным данным, повышение активности бактерий значительно увеличило скорость распада нефтепродуктов: период полураспада алканов достиг 1,2 дня вместо начальных 6,1 дня.

Это первые данные об активности микробов в глубоководных диспергированных шлейфах нефти. Ученые полагают, что у полного биологического восстановления загрязненных нефтью глубоководных экосистем большое будущее.

Ранее задача изучения бактерий на значительных глубинах в Мексиканском заливе не стояла столь остро. Предполагалось, что в воде температурой 5 градусов по Цельсию при высоком давлении и обедненной углеродом микробиологический мир не очень богат.

Исследование физических, химических и микробиологических свойств глубоководного шлейфа нефти показало, что вылившаяся нефть внесла гигантские изменения в экосистему и стимулировала рост глубоководных бактерий.

Быстрое и эффективное исследование микробиологического состава 200 собранных образцов стало возможно благодаря уникальной разработке ученых из Беркли — PhyloChip. Это устройство размером с кредитную карту по генетическому составу быстро, аккуратно и полно может зарегистрировать присутствие 50 тыс. разных видов бактерий в образе любого происхождения. PhyloChip-исследования показали, что доминирующий вид бактерий в шлейфе нефти — доселе неизвестные организмы, родственные семейству Oceanospirillales, в частности, видам Oleispirea antarctica и Oceaniserpentilla haliotis.

Быстрые темпы распада нефтепродуктов, кроме того, объясняются специфическим составом нефти Мексиканского залива. Она содержит больше неустойчивых биодеградируемых веществ. Использование диспергатора COREXIT, который ВР распылял в воду, чтобы вся нефть не оказалась на поверхности, также сыграло свою роль: частицы нефти стали меньше размером, соответственно, площадь поверхности и контакта с бактериями увеличилась.

Основные опасения, касающиеся последствий биодеградации, связаны с возможным значительным потреблением растворенного в воде кислорода бактериями. В результате могут возникнуть «мертвые зоны», где из-за невозможности дыхания умрет все живое. «Новые» бактерии способны экономить кислород: степень насыщения кислородом воды внутри шлейфа составила 59%, а снаружи — всего 67%. Дополнительными признаками успешной биодеградации углеводородов являются обнаруженные учеными в воде жирные кислоты — продукты окисления алканов.