Болота занимают 80% территории Сибири и являются одной из доминирующих наземных экосистем в России. При этом они в значительной степени контролируют потоки парниковых газов в атмосфере, а также являются хранилищем запасов пресной воды, которая постепенно становится все более и более ценным ресурсом на планете. Светлана Дедыш, руководитель лаборатории микробиологии болотных экосистем ИНМИ РАН, и ее коллеги исследовали микроорганизмы, населяющие болота, о результатах этой работы Светлана Дедыш рассказала на конференции Extremophiles’2014.
Бедные и кислые
В болотах, где мало питательных минеральных солей, а кислотность повышена (к такому типу относится большая часть северных болот), известные ученым бактерии не выживают, и большая часть болотных микробов до сих пор остается неизвестной науке. Впервые вырастить в лабораторных условиях и идентифицировать некоторых из них в конце 90-х годов удалось Светлане Дедыш, сотрудникам ее лаборатории, и их коллегам из США и Германии.
В целом обитатели болот отличаются более медленными темпами роста. «С ними сложно работать, нетерпеливые натуры категорически не могут этим заниматься. Нельзя сказать, что эти микробы "спящие" — скорее, философствующие. У них свой темп жизни и они совершенно не собираются подстраиваться под нас, они живут так, как живут в своей природной экосистеме. Но именно поэтому эти экосистемы дают стабильность всей биосфере», — пояснила Светлана Дедыш.
Хранилище углерода
Болота играют важную роль в регуляции земного климата, они — один из основных источников парникового газа метана, поступающего в атмосферу. Около четверти потока этого газа дают болота. Это больше, чем вклад всех антропогенных источников, таких как утечка при разработке месторождений природного газа и разведение домашнего скота, вместе взятых. Метан образуется в болотах группой микроорганизмов-метаногенов как конечный продукт разложения органического вещества, однако значительная его часть перехватывается на пути в атмосферу благодаря деятельности микроорганизмов-метанотрофов, окисляющих этот газ.
Кроме того, болота аккумулируют углексилый газ из атмосферы и накапливают его. Болотные мхи, как и другие растения, поглощают углекислоту в процессе фотосинтеза, однако они намного медленнее растут, отмирают и разлагаются, поэтому болота в целом гораздо дольше удерживают поглощенную углекислоту.
«Когда речь идет об углекислом газе, тут, конечно, нельзя не отметить большой вклад человека: промышленное освоение территорий, выхлопы, сжигание топлива и прочее. И тем не менее, по балансовым подсчетам ученых, природные экосистемы продуцируют больше углекислоты в результате процессов разложения органики: опавших листьев, мертвой древесины. Этот процесс масштабнее, чем то, что делает человек, по крайней мере на сегодняшний день. Если мы будем превращать леса в сельскохозяйственные угодья и осушать болота в глобальном масштабе, тогда глобальная катастрофа обеспечена — потому что перестанет функционировать сток углекислоты в долгосрочное хранилище», — сказала Светлана Дедыш.
Кроме того, если болотные бактерии, отвечающие за разложение органики, активизируются, разложение фитомассы мхов пойдет быстрее, а значит — быстрее будет происходить отдача углекислоты в атмосферу. Как показали исследования Светланы Дедыш и ее коллег, такая активизация может начаться с повышением температур и загрязнением болот минеральными соединениями азота, которые попадают в воду из воздуха. Также на микробные сообщества болот влияют торфяные пожары, после которых болотные воды обогащаются минеральными веществами. После пожаров состав микробного населения кардинально меняется, что опять же влияет на потоки парниковых газов и качество воды, которая поступает из торфяников в реки и озера.
Пресная вода как ценный ресурс
Болота — это еще и огромные запасы пресной воды, которые собираются в мохово-торфяных «подушках», как в губках, а затем поступают в озера и реки. От того, какие микроорганизмы живут в таких водосборах и какие вещества они выделяют, зависит качество воды. Этой проблемой также занимаются сотрудники лаборатории микробиологии болотных экосистем. В частности, не так давно выяснилось, что в болотных водах содержится много микроорганизмов крайне малых размеров, которые иногда называют нанобактериями. Они настолько малы, что проходят через фильтры для очистки питьевой воды. Сейчас ученым мало что известно про нанобактерии, и еще только предстоит выяснить, не опасны ли они для человека.
Изображение: Wikimedia Commons
