На южном побережье Африки ученые обнаружили уникальные природные «фабрики» по поглощению углекислого газа. Речь идет о древних структурах, микробиалитах, которые образуют живые микробные сообщества. Новое исследование показало, что они не просто выживают в суровых условиях, а активно растут и улавливают углерод с удивительной скоростью. Ранее мы писали, что, по прогнозам ученых, произойдет с Землей к 2100 году.

Микробиалиты — это слоистые каменные структуры, одни из древнейших свидетельств жизни на Земле. Они формируются, когда сообщества микробов поглощают растворенные минералы и осаждают их в виде твердого карбоната кальция.

Совместная группа ученых из Лаборатории океанических наук Бигелоу (США) и Родосского университета (ЮАР) проанализировала этот процесс. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, впервые связало скорость поглощения углерода с генетическим составом микробного сообщества.

«Эти древние формации, которые, согласно учебникам, почти вымерли, живы и в некоторых случаях процветают там, где, казалось бы, организмы не могут выжить, — отмечает ведущий автор исследования, старший научный сотрудник Рэйчел Сиплер. — Мы обнаружили, что эти структуры состоят из устойчивых микробных сообществ, способных быстро расти в сложных условиях».

Ученые несколько лет изучали четыре системы микробиалитов на юго-восточном побережье ЮАР. Эти структуры растут в местах, где из прибрежных дюн просачивается богатая кальцием вода. Среда крайне изменчива — маты могут полностью высыхать, а затем снова начинать рост.

Ключевое открытие команды — способность микробов поглощать углерод не только днем за счет фотосинтеза, но и ночью. Ранее считалось, что эти системы работают исключительно на солнечной энергии. Однако измерения показали, что ночью поглощение углерода продолжается с той же интенсивностью, что и днем.

«Мы были удивлены, обнаружив это, — признается Сиплер. — Повторив эксперимент, мы подтвердили, что микробы используют иные метаболические процессы, подобные тем, что применяют микробы в глубоководных гидротермальных источниках».

Расчеты показали впечатляющую эффективность этих природных «фильтров». Один квадратный метр микробиалитов может поглощать от 9 до 16 килограммов CO2 в год. Для сравнения: площадь размером с теннисный корт, покрытая такими структурами, улавливает столько же углекислого газа, сколько три акра леса. Это делает их одними из самых эффективных в природе биологических систем долгосрочного хранения углерода. Также мы рассказывали, как фиговые деревья перерабатывают углекислый газ. 

В отличие от прибрежных болот, где микробы также активно поглощают углерод, но превращают его в легкоразлагаемую органику, микробиалиты «запирают» CO2 в виде стабильных минеральных отложений на долгое время.