Anaerob oxidation av metan kopplad till denitrifikationRedigera
Anaerob denitrifikation kopplad till metanoxidation observerades för första gången 2008, då en metanoxiderande bakteriestam isolerades och det visade sig att den oxiderade metan självständigt. Denna process använder överskottselektronerna från metanoxidation för att reducera nitrater, vilket effektivt avlägsnar både fixerat kväve och metan från akvatiska system i livsmiljöer som sträcker sig från sediment till torvmossar och skiktade vattenpelare.
Processen för anaerob denitrifikation kan bidra väsentligt till de globala metan- och kvävecyklerna, särskilt i ljuset av den senaste tidens inflöde av båda dessa på grund av antropogena förändringar. Det är känt att omfattningen av antropogen metan som påverkar atmosfären är en viktig drivkraft för klimatförändringar, och med tanke på att den är flera gånger mer potent än koldioxid. Att avlägsna metan anses allmänt vara fördelaktigt för miljön, även om man inte vet hur stor roll denitrifikation spelar i det globala flödet av metan. Anaerob denitrifikation som mekanism har visat sig kunna avlägsna det överskott av nitrat som orsakas av gödselavrinning, även under hypoxiska förhållanden.
Också mikroorganismer som använder sig av denna typ av ämnesomsättning kan användas vid biologisk sanering, vilket visades i en studie från 2006 av kolväteföroreningar i Antarktis samt i en studie från 2016 där man lyckades öka denitrifikationshastigheterna genom att förändra miljön där bakterierna bor. Denitrifierande bakterier sägs vara högkvalitativa bioremedierare på grund av deras anpassningsförmåga till en mängd olika miljöer, samt att de saknar giftiga eller oönskade rester som andra metabolismer lämnar efter sig.
Denitrifierande bakteriers roll som metansänkaRedigera
Denitrifierande bakterier har visat sig spela en betydande roll i oxidationen av metan (CH4) (där metan omvandlas till koldioxid, vatten och energi) i djupa sötvattenförekomster. Detta är viktigt eftersom metan är den näst viktigaste antropogena växthusgasen, med en global uppvärmningspotential som är 25 gånger mer potent än koldioxidens, och sötvatten är en stor bidragsgivare till de globala metanutsläppen.
En studie som utfördes på den europeiska Bodensjön visade att anaerob metanoxidation i kombination med denitrifikation – även kallad nitrat/nitrit-beroende anaerob metanoxidation (n-damo) – är en dominerande sänka för metan i djupa sjöar. Länge trodde man att begränsningen av metanutsläppen endast berodde på aeroba metanotrofa bakterier. Metanoxidation sker dock även i anoxiska eller syrefattiga zoner i sötvattenförekomster. I fallet med Bodensjön utförs detta av M. oxyfera-liknande bakterier. M. oxyfera-lika bakterier är bakterier som liknar Candidatus Methylomirabilis oxyfera, som är en bakterieart som fungerar som en denitrifierande metanotrof.
Resultaten från studien av Bodensjön visade att nitratet utarmades i vattnet på samma djup som metanet, vilket tyder på att metanoxidationen var kopplad till denitrifikation. Man kunde dra slutsatsen att det var M. oxyfera-liknande bakterier som utförde metanoxidationen eftersom deras abundans nådde sin topp på samma djup där metan och nitratprofilerna möttes. Denna n-damo process är viktig eftersom den bidrar till att minska metanutsläppen från djupa sötvattenförekomster och bidrar till att omvandla nitrater till kvävgas, vilket minskar överskottet av nitrater.