Beztlenowe utlenianie metanu sprzężone z denitryfikacjąEdit
Denitryfikacja beztlenowa sprzężona z utlenianiem metanu została po raz pierwszy zaobserwowana w 2008 r., wraz z izolacją szczepu bakterii utleniających metan, który utlenia metan niezależnie. Proces ten wykorzystuje nadmiar elektronów z utleniania metanu do redukcji azotanów, skutecznie usuwając zarówno stały azot, jak i metan z systemów wodnych w siedliskach od osadów do torfowisk do stratyfikowanych kolumn wodnych.
Proces denitryfikacji beztlenowej może w znacznym stopniu przyczynić się do globalnego obiegu metanu i azotu, zwłaszcza w świetle niedawnego napływu obu tych substancji w wyniku zmian antropogenicznych. Wiadomo, że zakres, w jakim antropogeniczny metan wpływa na atmosferę, jest istotnym czynnikiem zmian klimatycznych, a biorąc pod uwagę, że jest on wielokrotnie silniejszy niż dwutlenek węgla. Usuwanie metanu jest powszechnie uważane za korzystne dla środowiska, chociaż zakres roli, jaką odgrywa denitryfikacja w globalnym strumieniu metanu, nie jest dobrze poznany. Wykazano, że denitryfikacja beztlenowa jako mechanizm jest zdolna do usuwania nadmiaru azotanów spowodowanego spływem nawozów, nawet w warunkach hipoksji.
Dodatkowo mikroorganizmy, które stosują ten typ metabolizmu, mogą być zatrudnione w bioremediacji, jak wykazały badania z 2006 r. nad zanieczyszczeniem węglowodorami w Antarktyce, a także badania z 2016 r., które z powodzeniem zwiększyły tempo denitryfikacji poprzez zmianę środowiska, w którym żyją bakterie. Mówi się, że bakterie denitryfikacyjne są wysokiej jakości bioremediatorami ze względu na ich zdolność adaptacji do wielu różnych środowisk, a także brak jakichkolwiek toksycznych lub niepożądanych pozostałości, jakie pozostawiają inne metabolizmy.
Rola bakterii denitryfikacyjnych jako pochłaniacza metanuEdit
Znaleziono, że bakterie denitryfikacyjne odgrywają znaczącą rolę w utlenianiu metanu (CH4) (gdzie metan jest przekształcany w CO2, wodę i energię) w głębokich słodkowodnych zbiornikach wodnych. Jest to ważne, ponieważ metan jest drugim najważniejszym antropogenicznym gazem cieplarnianym, o potencjale globalnego ocieplenia 25 razy silniejszym niż potencjał dwutlenku węgla, a wody słodkie są głównym czynnikiem przyczyniającym się do globalnej emisji metanu.
Badania przeprowadzone na europejskim Jeziorze Bodeńskim wykazały, że beztlenowe utlenianie metanu w połączeniu z denitryfikacją – określane również jako zależne od azotanów/azotynów beztlenowe utlenianie metanu (n-damo) – jest dominującym pochłaniaczem metanu w głębokich jeziorach. Przez długi czas uważano, że za łagodzenie emisji metanu odpowiedzialne są wyłącznie tlenowe bakterie metanotroficzne. Utlenianie metanu zachodzi jednak również w strefach anoksycznych, czyli ubogich w tlen, zbiorników słodkowodnych. W przypadku Jeziora Bodeńskiego jest to realizowane przez bakterie M. oxyfera-like. Bakterie M. oxyfera-like są bakteriami podobnymi do Candidatus Methylomirabilis oxyfera, który jest gatunkiem bakterii działającym jako denitryfikacyjny metanotrof.
Wyniki badań nad Jeziorem Bodeńskim wykazały, że azotan był zubożony w wodzie na tej samej głębokości co metan, co sugeruje, że utlenianie metanu było połączone z denitryfikacją. Można wywnioskować, że to bakterie podobne do M. oxyfera przeprowadzały utlenianie metanu, ponieważ ich liczebność osiągnęła szczyt na tej samej głębokości, na której spotykały się profile metanu i azotanów. Ten proces n-damo jest istotny, ponieważ pomaga w zmniejszaniu emisji metanu z głębokich zbiorników słodkowodnych i pomaga w przekształcaniu azotanów w gaz azotowy, redukując nadmiar azotanów.