Куда исчезают тонны мертвой органики: ученые СФУ разгадывают эффект затравки

© Фото предоставлено СФУ

Ученые Сибирского федерального университета запустили серию экспериментов, призванных доказать или опровергнуть популярную в водной экологии гипотезу эффекта затравки. В ходе исследований они намерены выяснить, ускоряет ли мертвый зоопланктон процесс разложения устойчивых веществ, и заполнить белые пятна в круговороте углерода в природе.

В первом эксперименте ученые воссоздали водные микроэкосистемы четырех типов: в первую группу они добавили гуминовые вещества и мертвый зоопланктон — дафний, меченый углеродом-13, во вторую — только мертвых меченых дафний, а в третью — только гуминовые вещества. Четвертая группа выступила в роли контрольной. Как рассказали в пресс-службе СФУ, в течение двух недель исследователи наблюдали процесс разложения сложных органических веществ, чтобы оценить, влияет ли присутствие мертвого зоопланктона на скорость разложения гуминового вещества.

По результатам эксперимента исследователи не обнаружили эффект затравки, однако нашли различия в составе бактериального сообщества микроэкосистем. Поскольку разные виды бактерий специализируются на потреблении различных веществ, это может быть важной предпосылкой для выявления условий, в которых происходит разложение трудноразлагаемого органического вещества.

«В водоемы с прибрежных территорий стекает трудноразлагаемое органическое вещество — одеревенелые остатки растений и гумус. Как показали лабораторные тесты, эти вещества сами по себе в воде разлагаются очень медленно, но все же большая их часть куда-то исчезает, не успевая осесть на дно, — рассказала автор научного исследования, инженер-исследователь СФУ Олеся Колмакова. — Для решения этой загадки была выдвинута гипотеза эффекта затравки, согласно которой деградация трудноразлагаемого органического вещества ускоряется, если в воде присутствует легкоразлагаемое вещество — мертвый зоопланктон, который играет роль затравки. Легкая и быстрая закуска дает микроорганизмам достаточно энергии, чтобы начать синтезировать ферменты для расщепления неудобоваримых веществ».

Уже в октябре начнется второй эксперимент с измененными условиями: в микроэкосистему планируется добавить микроскопические грибы, так как, взаимодействуя с бактериями, они могут играть важную роль при разложении устойчивых веществ.

Если ученые поймут, куда исчезают тонны устойчивого вещества, смываемого с почв в водоемы, учет углекислого газа в природе станет точнее, следовательно, разработка гипотезы эффекта затравки поможет заполнить лакуны не только в водной экологии, но и в изучении глобального потепления.

Экспериментальная часть работы проводилась в Лейбниц-Институте экологии пресных водоемов и внутреннего рыбного промысла (Штехлин, Германия) в рамках совместной программы «Михаил Ломоносов» Министерства образования и науки РФ и DAAD (Германская служба академических обменов), предусматривающей финансирование научно-исследовательских стипендий и научных стажировок в Германии российским аспирантам и преподавателям.