Они выглядят как камни, но работают как климатическое оружие: древние микробы тихо чистят атмосферу

Они выглядят как обычные камни, но внутри этих структур кипит жизнь и идут сложные химические процессы. Учёные всё чаще обращают внимание на микробиалиты — древнейшие сообщества микроорганизмов, которые не только пережили миллиарды лет, но и активно влияют на современную экосистему. Новые данные показывают, что эти "живые камни" способны эффективно поглощать углерод и надолго выводить его из окружающей среды. Об этом сообщает журнал Nature Communications.

Древние структуры, которые продолжают жить

Микробиалиты часто сравнивают с коралловыми рифами, хотя формируются они не животными, а микроскопическими организмами. Эти сообщества состоят из бактерий и других микробов, объединённых в многослойные микробные маты. В процессе жизнедеятельности они поглощают растворённые минералы и откладывают их в виде твёрдых пород, постепенно наращивая массивные структуры.

Подобные образования считаются одними из самых древних следов жизни на Земле. Их окаменелые аналоги находят в породах возрастом в миллиарды лет, и долгое время считалось, что в современном мире они практически исчезли. Однако полевые наблюдения показывают обратное: живые микробиалиты до сих пор широко распространены, особенно в солёных прибрежных средах, где микробы продолжают играть заметную роль в глобальном углеродном цикле, подобно тому как это происходит в арктических микробных системах.

"Эти древние образования, которые учебники называют почти вымершими, живы и в некоторых случаях процветают в местах, где организмы не ожидали бы выживать", — заявила морской биогеохимик Лаборатории океанических наук Бигелоу доктор Рэйчел Сиплер.

Как микробиалиты поглощают углерод

Новое исследование показало, что микробиалиты не просто существуют, но и активно участвуют в углеродном цикле. Учёные выяснили, что микробные сообщества захватывают растворённый углерод и превращают его в карбонат кальция, формируя новые минеральные слои. Этот процесс делает углерод стабильным и препятствует его быстрому возвращению в атмосферу.

Интересно, что поглощение углерода происходит не только днём. Ранее считалось, что такие системы зависят главным образом от фотосинтеза, однако измерения показали почти одинаковую скорость связывания углерода днём и ночью. Это означает, что микроорганизмы используют и другие метаболические механизмы, позволяющие им эффективно работать даже в отсутствие солнечного света, что сближает микробиалиты по эффективности с углеродными ловушками болотных экосистем.

"Вместо того, чтобы находить древние, медленно растущие ископаемые, мы обнаружили устойчивые микробные сообщества, способные быстро расти в сложных условиях", — подчеркнула Рэйчел Сиплер.

Наблюдения в суровых условиях Южной Африки

Команда исследователей в течение нескольких лет изучала четыре системы микробиалитов на юго-востоке Южной Африки. Эти образования развиваются в зоне, где из песчаных дюн выходит богатая кальцием вода, а условия среды могут резко меняться от дня к дню. Иногда структуры полностью пересыхают, а затем снова оказываются под водой.

Несмотря на такие экстремальные условия, микробиалиты демонстрируют удивительную устойчивость. Учёные зафиксировали быстрые темпы роста — до нескольких сантиметров в год по вертикали. Кроме того, расчёты показали, что один квадратный метр таких структур может ежегодно поглощать до 9-16 килограммов углекислого газа, что сопоставимо с эффективностью крупных наземных экосистем.

"Системы здесь растут в одних из самых суровых и изменчивых условий. Они могут высохнуть в один день и вырасти на следующий", — отметила Сиплер.

В итоге микробиалиты оказались одними из самых эффективных природных механизмов долговременного хранения углерода. В отличие от экосистем, где углерод накапливается в органическом веществе и легко возвращается в биологический круговорот, здесь он фиксируется в минеральной форме и сохраняется значительно дольше. Это делает микробные сообщества важным объектом для изучения в контексте изменения климата и устойчивости природных систем.