В Арктике найдены устойчивые к холоду бактерии, которые разлагают нефтепродукты

Биологи из ФИЦ Биотехнологии РАН и РУДН нашли на Земле Франца-Иосифа бактерии, которые адаптировались к низким температурам и научились деградировать нефтепродукты. Вероятно, эти бактерии помогут самоочищению арктических грунтов от загрязнения углеводородами. Результаты опубликованы в журнале Microorganisms.

Арктический регион активно осваивается человеком, но это несет негативные последствия для окружающей среды. Дело в том, что арктические почвы, содержащие мало органического вещества, подвержены токсическому воздействию углеводородов, которые попадают туда в результате использования дизельного топлива для получения энергии и техники. Загрязнение осложнятся условиями вечной мерзлоты — углеводороды оказываются «заперты» в почве. Из-за этого физически удалить их из почвы очень сложно, не повредив при этом вечную мерзлоту. Биологи обнаружили, что некоторые бактерии приспособились к холодному климату и большой концентрации нефтепродуктов — они могут расти в вечной мерзлоте и трансформировать углеводороды нефтяного происхождения. В перспективе это поможет биоремедиации Арктики, то есть самоочищению почв с помощью бактерий.

«Арктическая зона хронически страдает от последствий деятельности человека. Помимо изменения климата, негативное влияние оказывает промышленное освоение региона. Оно привело к увеличению количества антропогенных загрязнителей, с которыми очень трудно бороться в северных условиях. Наличие вечной мерзлоты приводит к образованию зон загрязнения, в которых концентрируются большинство углеводородов, а логистические ограничения и климатические особенности северных областей осложняют возможность рекультивации. Механическая очистка загрязненного вечномерзлого грунта путем его выемки нежелательна, потому что это приведет к нарушению мерзлотного режима на месте удаленного слоя и образованию провалов. Одним из решений этой проблемы может стать биологическая очистка, которая проводится непосредственно на месте загрязнения, биоремедиация», — рассказал Владимир Мязин, кандидат биологических наук, научный сотрудник РУДН.

Сотрудники Института микробиологии им. С.Н. Виноградского ФИЦ Биотехнологии РАН исследовали четыре штамма бактерий родов Pseudomonas, Rhodococcus, Arthrobacter и Sphingomonas. Их изолировали из загрязненной нефтепродуктами почвы на острове Земля Александры архипелага Земля Франца-Иосифа в Северном Ледовитом океане. В лаборатории бактерии выращивали на нефти при температурах от -1,5°C до 35°C и проводили исследования их метаболического потенциала и физиологических особенностей.

Выделенные штаммы оказались психротолерантными, то есть способными быстро расти не только в летний период, но и в холодных условиях, когда другие микроорганизмы неактивны. Они разлагали природные биополимеры (ксилан, хитин) и ациклические углеводороды линейного или разветвлённого строения (алканы), а также переводили фосфаты в растворимые формы. Рост при отрицательной температуре приводил к изменению спектра используемых углеводородов и уменьшению размеров бактерий. Микробиологи также проанализировали геном бактерии Sphingomonas sp. AR_OL41. В расшифрованном геноме были обнаружили гены, которые кодируют ферменты, ответственные за деградацию алканов, а также другие гены, которые обусловливают адаптацию штамма к углеводородному загрязнению и низким температурам.

«Эти бактерии могут способствовать самоочищению арктических почв от углеводородов. У них есть потенциал для биоремедиации северных территорий. Совместные исследования биологов из РУДН с коллегами из Института микробиологии им. С.Н. Виноградского, начатые ранее, продолжаются, планируются совместные проекты, направленные на изучение структуры и функционального профиля микробных сообществ почв Арктической зоны, загрязненных нефтепродуктами и тяжелыми металлами», — отметил Владимир Мязин.