17654просмотра

Бактерии спасли Мексиканский залив от нефти

Глубоководное скопление разлитой нефти исчезло вопреки мрачным прогнозам специалистов. Главную роль в этом сыграли малоизученные бактерии, которые утилизировали топливо неожиданно стремительными темпами

+T -
Поделиться:

Там, где была гигантская нефтяная глубоководная капля — «плюм» — нефти не осталось, зато обнаружено огромное количество бактерий, поедающих нефть. Результаты исследования будут частично опубликованы в журнале Science в конце недели.

Нефтяное пятно пытались ликвидировать разными способами — пробовали использовать человеческие волосы и химические диспергенты. Но эти попытки способствовали образованию новой проблемы: появлению на глубине 1100 метров огромного (более 35 километров длинной, 200 метров глубиной и 2 километра шириной) нефтяного плюма (об этом в конце мая писала Евгения Кандиано). Если собрать нефть с поверхности — задача хоть и сложная, но теоретически осуществимая, то достать ее из глубин казалось совершенно невозможным; говорили, что эта нефть может остаться в воде надолго.

Когда обнаружили плюм, ученые строили пессимистические прогнозы о том, как такое огромное количество нефти в толще воды, где живет множество зверей, рыб и ракообразных, может повлиять на экосистему и здоровье человека.

В мае пробы воды показали пониженное содержание кислорода в районе плюма — был сделан вывод, что это свидетельство дыхания и активной работы бактерий, перерабатывающих нефть. Поначалу их не приняли всерьез — судя по скорости изменения концентрации кислорода, их работа проходила не слишком быстро.

В июне глава экологического отдела Lawrence Berkeley National Laboratory, финансируемой министерством энергетики США, Терри Хейзен с коллегами взяли повторные пробы воды и обнаружили в них очень большое количество других, малоизученных бактерий из отряда Oceanospirillales. Эти бактерии тоже питаются нефтью — расщепляют ее углеводороды, получая из них энергию и питательные вещества. Но им нужно для жизни гораздо меньше кислорода, чем предполагали изначально — поэтому оценки скорости бактериальной переработки нефти, сделанные на основании изменения концентрации кислорода оказались ошибочны: этих бактерий недооценили, причем очень сильно.

Об этом рассказывает статья Хейзена и его коллег из грядущего Science. 

Подготовила Тата Зарубина

Илья Колмановский

   Я позвонил Терри Хейзену и он сообщил еще более поразительный факт: за последние два месяца нефть исчезла. «В последние три недели мы уже не видим нефть в пробах — и ключевую роль в ее исчезновении сыграли эти бактерии», — сказал Терри Хейзен. Теперь там, где раньше был плюм — нефти нет, зато осталось огромное количество этих бактерий, которые, оставшись без еды, поедают друг друга, а их останки падают на дно. Этот путь захоронения органического вещества, похоже, подводит черту в истории с разлитием нефти в Мексиканском заливе.   

Сэм Коган

   Я уверен (и у меня такая же точка зрения и на глобальное потепление), что влияние человека на природу переоценено. Нам, конечно, надо стараться жить так, чтобы не вредить планете, но мы совершенно ничтожные букашки. И думать, что мы можем оказывать существенное влияние на природу — это все от нашей самонадеянности. Думаю, описанный эффект от бактерий в Мексиканском заливе действительно имеет место быть, и за этим надо следить.

Энергия одного выброса вулкана в Новой Зеландии превышает в несколько раз то, что произведено человечеством за много лет. Самый большой источник энергии на земле — это течение Гольфстрим. И все, что мы можем сделать на этом фоне, ничтожно, даже по сравнению с возможностями бактерий.

Мы привыкли думать, что какие-нибудь необычные решения нужно искать на других планетах, и только недавно обратили внимание на то, что есть у нас буквально повсюду: микробы. Появилось множество быстроразвивающихся теорий, которые предлагают новый взгляд на микроорганизмы и бактерии, самые неизученные и многочисленные живые объекты.

Где-то 17 лет назад мне предлагали стать главой отдела по выработке полимеров из продуктов жизнедеятельности бактерий. Я тогда отказался, а они этот бизнес закрыли, потому что тогда невозможно было контролировать эти бактерии, про них почти никто ничего не знал. Но, я думаю, что до конца проблему они не решат. Такая катастрофа не проходит без последствий. Например, на Аляске спустя 30 лет после катастрофы Exxon Valdez находят следы нефти в моллюсках и других существах, а там нефти разлилось значительно меньше.   

Комментировать Всего 46 комментариев

Я уверен (и у меня такая же точка зрения и на глобальное потепление), что влияние человека на природу переоценено. Нам, конечно, надо стараться жить так, чтобы не вредить планете, но мы совершенно ничтожные букашки. И думать, что мы можем оказывать существенное влияние на природу — это все от нашей самонадеянности. Думаю, описанный эффект от бактерий в Мексиканском заливе действительно имеет место быть, и за этим надо следить.

Энергия одного выброса вулкана в Новой Зеландии превышает в несколько раз то, что произведено человечеством за много лет. Самый большой источник энергии на земле — это течение Гольфстрим. И все, что мы можем сделать на этом фоне, ничтожно, даже по сравнению с возможностями бактерий.

Мы привыкли думать, что какие-нибудь необычные решения нужно искать на других планетах, и только недавно обратили внимание на то, что есть у нас буквально повсюду: микробы. Появилось множество быстроразвивающихся теорий, которые предлагают новый взгляд на микроорганизмы и бактерии, самые неизученные и многочисленные живые объекты.

Где-то 17 лет назад мне предлагали стать главой отдела по выработке полимеров из продуктов жизнедеятельности бактерий. Я тогда отказался, а они этот бизнес закрыли, потому что тогда невозможно было контролировать эти бактерии, про них почти никто ничего не знал. Но, я думаю, что до конца проблему они не решат. Такая катастрофа не проходит без последствий. Например, на Аляске спустя 30 лет после катастрофы Exxon Valdez находят следы нефти в моллюсках и других существах, а там нефти разлилось значительно меньше.

Экология живет в нас, от человека нужно не много, не муосри. Глобаьные катасрофы, все решит время.

Насчет переоцененности роли человека в природе Сэм Коган совершенно прав.

А когда люди говорят про нефть как-то забывают что она не какой-нибудь гептил или диоксин, и даже не высокооктановый бензин, а естественная часть земной коры, ее очень много и во многих местах.

Это очень интересно. На самом деле, я не знаю много об этих бактериях, но знаю, что они существуют. И даже, полагаю, BP, возможно использовало их каким-то образом в процессе очистки.

Я позвонил Терри Хейзену и он сообщил еще более поразительный факт: за последние два месяца нефть исчезла. «В последние три недели мы уже не видим нефть в пробах — и ключевую роль в ее исчезновении сыграли эти бактерии», — сказал Терри Хейзен. Теперь там, где раньше был плюм — нефти нет, зато осталось огромное количество этих бактерий, которые, оставшись без еды, поедают друг друга, а их останки падают на дно. Этот путь захоронения органического вещества, похоже, подводит черту в истории с разлитием нефти в Мексиканском заливе.

Вот это аппетит!

Я читал об бактериях, поедающих нефть очень давно, и когда случилась эта катастрофа у меня была смутная надежна на них. Самое поразительное здесь не то, что они есть и все съели, а то, с какой же скоростью они это сделали! А что же они едят в мирное время?

Могу предположить, что биологов, которые их изучают - потому о них и известно так мало.

Это отличный вопрос. Ты описываешь два фундаментальных свойства бактерий: их всюду есть по чуть-чуть, а при идеальных условиях они дают бешенные вспышки численности. Когда нет нефти, они довольствуются пролетающими мимо гранулами, пеллетами помета ракообразных из зоопланктона. Когда есть - могут делиться раз в 20 минут; легко посчитать, что будет через месяц.

Именно эти свойства делают микробов самой могучей живой силой на планете. Сэм Коган приводит примеры могущества природы - и он, возможно неосознанно выбирает течения и вулканы - именно неживые явления ассоциируются с силой. Но на самом деле, именно жизнь сформировали облик планеты: атмосферу, почву, осадочные породы, оформленные русла рек и многое другое.

Действительно, бактерии могут перерабатывать как глубинную нефть, так и поверхностную. В теплых водах, в отличие от холодных, они есть, поэтому нефть в Мексиканском заливе будет разлагаться значительно быстрее, чем, скажем, на Аляске после катастрофы Exxon Valdez, просто из-за того, что там более теплая вода. Но на данный момент эти бактерии не могли полностью уничтожить нефть, такого просто не может быть, это противоречит законам природы. При том объеме, который вылился сейчас в море, это должно занять десятки лет. Лет через 30 там нефти не останется. Другой вопрос, что никто не знает, вернется ли экосистема к тому состоянию, в котором она была до катастрофы, или это будет уже совсем другая экосистема. Без нефти, но просто другая. Этого никто не знает.

Люди используют подобные бактерии для биологической очистки, но не в случае аварии. Такие методы существуют, они используются, как правило,  в технологических процессах — при очистке нефтехранилищ, вагонов и танкеров. А тут, когда произошла авария, вы представляете, какое количество этих бактерий потребуется для очистки? Где их взять в таком количестве? Эти бактерии пришлось бы выращивать заранее «на всякий случай» (их же не вырастишь за 1-2 дня), а чем их кормить, и где держать?

Эту реплику поддерживают: Виктор Енин

Откуда взялись эти бактерии и как их может быть так много - отвечает учение Вернадского о биосфере. Одно из преломлений этого учения в том, что повсюду в мире есть по чуть-чуть любых микробов. Как только складываются подходящие условия, тот вид бактерий, которому они хороши, тут же дает вспышку численности.

Видимо +4С, высокое давление и целое море нефти - это что-то, о чем мечтали эти сверх-редкие микробы. Сложились условия - и они бешенно размножились. Это как когда умирает кит, и на дне формируется маленькая новая вселенная - мы об этом писали.

да это выглядит, как защитная технология организма...

а каким законам природы это противоречит?

Если эта новость соответствует действительности, то, во-первых, Мексиканскому заливу очень повезло, во-вторых, это произошло впервые в жизни, потому что ни в какой другой точке мира ничего подобного не случалось. Это, скорее, финансово-политическая утка, направленная на то, чтобы успокоить общественное мнение и помирить Америку с гигантом BP. Другого объяснения у меня нет. Когда затонул танкер «Престиж», то его нефть еще очень долгое время находилась на дне. Я не биолог, но, может быть, в Мексиканском заливе живут абсолютно уникальные бактерии, которые так заботятся об экологии Соединенных Штатов Америки.

Разделяю Ваш скепсис, но надеюсь, что бактерии все же есть.

Величина нефтяного плюма замерялась различными группами ученых. И они получили различные результаты, что вызвало большую дискуссию в медиа и некоторую конфронтацию. Подробности можно почитать здесь: http://edition.cnn.com/2010/OPINION/08/25/reddy.science.media/?hpt=C2 Ученые в заметке говорят о том, что к их текущим свежим данным не следует относиться как к истине в последней инстанции. Их замеры будут еще проверяться и обсуждаться

Евгения Кандиано Комментарий удален

Если бы бактерии с таким аппетитом пожирали нефть, то за миллионы лет, прошедшие после образования запасов нефти, они бы уже давно подчистую подъели все мировые запасы углеводородов. А кроме того, когда микробы что-то едят, то их пищеварительный процесс ведет к образованию экскрементов. Полагаю, что в числе прочих должен образовываться метан. Его бы обнаружили если бы он начал выделяться в больших количествах. Так что вся эта информация - происки BP, которая наверняка выделила не одну сотню миллионов на обработку общественного мнения.

Эту реплику поддерживают: Илья Басс, Юлия Стрельникова, Виктор Енин

Денис, некоторые виды бактерий весьма стенобионтны (живут в узких экологических условиях) и даже нуждаются в охране своих мест обитания! В морской толще, из-за разных экологических условий, связанных с глубиной, может обитать огромное количество разных бактерий. Вполне возможно, что нефтяной плюм оказался на глубине именно такой, где проживали супер-бактерии. 500 метров глубже или выше и этих бактерий нет.

 В мире существует приличное количество работ по использованию бактерий для уничтожения нефтеразливов. Удивительного биологического тут ничего нет.

Кстати, а некоторые бактерии в виде экскрементов выделяют углеводороды!  :) Насыпал таких в бак авто и езди себе наздоровьице, не забывая подбрасывать чего-нить вкусненькое бактериусам.

Эту реплику поддерживают: Илья Колмановский, Тата Донец

Абсолютно согласен с Сэмом, что мы ничтожные букашки в этом мироздании и изменить-покорить природу мы не в состоянии. Но нагадить можем, и еже как. К примеру капля нефти может испортить бочку питьевой воды, или скажем нужно долго готовить какой-нибудь деликатес с сотней ингридиентов, а испортить можно легко - всего лишь плюнув в него....

Эту реплику поддерживают: Евгения Кандиано, Тата Донец

Не желая встревать в спор, так как мне утром вылетать, просто хочу отметить, что я несогласен с Сэмом о влияние Человека на природу огромное. Вырубая леса на отопление он полностью изменил лесопокрытие Греции и Мексики, дюны в Cape Cod - результат деятельности человека, исчезающие виды животных, перенос эвкалиптов и многих растений и животных в Америку, пустыни, как результат деятельности человека, загрязненная атмосфера, водохранилища, хайвеи. Список можно продолжать до бесконечно. 

Да, нам свезло и бактерии исправили - если исправили! - одну из ошибок людей. А кто исправил последствия Чернобыля? 

Я не согласен с тем, что мы букашки в мироздании. Мощь человечества растет на глазах, по годам, месяцам, дням. Скоро она будет расти по минутам и секундам. Никто из нас не представляет будущего не только на 1000 лет, а на 20-30. 

Степан, лично я имел в виду то, что существующие природные катаклизмы, вроде цунами например, или падения тунгусского метеорита,  приносят такие последствия за день-другой, что нам просто не под силу. Я уж не говорю, что огромное колчество видов животных перестало существовать без всякого вмешательства человека. Да и сама жизнь на земле согласно некоторым теориям обновлялась на земле неоднократно, возможно и благодаря космическим катастрофам.

P. S. Хотя по части исчезновения животных и растений по вине человека согласен полностью.

" существующие природные катаклизмы, вроде цунами например, или падения тунгусского метеорита, приносят такие последствия за день-другой, что нам просто не под силу"

Ядерные испытания?

Ядерные испытания сейчас уже редкость, а вот цунами, извержения вулканов, ураганы разных уровней и наводнения - все чаще и чаще.

" Я уж не говорю, что огромное колчество видов животных перестало существовать без всякого вмешательства человека. "

За сравнимый промежуток времени? Скажем, за последние 2000 лет? Я сомневаюсь в том, что хоть один вид исчез без помощи людей.

Степан, что такое 2000 лет по сравнению с возрастом жизни на земле?

Эту реплику поддерживают: Степан Пачиков

Вячеслав, надо спорить аккуратнее :)

Я комментировал Вашу фразу 

" Я уж не говорю, что огромное колчество видов животных перестало существовать без всякого вмешательства человека. "

В ней шла речь о воздействии ЧЕЛОВЕКА на жизнь и природу, а не о воздействии жизни на все остальное. 

мы говорили не о том, что жизнь на земле загадила природу, а о ее последнем аспекте - человеке, при этом в его последний период - индустриализации всего и вся. Поэтому я, подумав, решил взять интервал не в сто лет, а в несколько тысяч.  Воздействие человека на природу 50 тысяч лет назад было незаметным (правда люди перебили неадертальцев, но это гипотеза)

Теперь американцы непременно должны будут поставить на берегу залива памятник неизвестной бактерии! А Голливуд должен снять фильм, где бактерии спасают мир. В роли главных бактерий Брюс Виллис и Дензел Вашингтон.

 А еще можно снять сиквел к  "Wag the Dog". Только вместо сексуального скандала с президентом - разлив нефти в Мексиканском заливе, а вместо войны в Албании - бактерии, сожравшие нефть.  Туда же можно добавить побочный сюжет о том, что BP в своем фонде по ликвидации последствий катастрофы предусмотрела немножко денег и для демократов: министр энергетики Чу раньше служил директором Lawrence Berkley, которая и совершила сенсационное открытие. 

В 80е была идея - сыпать их в скважину с мазутом, и чтобы потом всплывали легкие фракции, которыми они гадят.

Статья, по моему, хорошая. Поразительная вещь этот филочип - позволяет за часы сделать то, на что в годы моей аспирантуры уходили месяцы, если не годы! По существу, мне вся эта история напомнила ранние исследования антибиотикоустойчивости. Как вы знаете, антибиотики начали применять в конце второй мировой войны, а уже буквально через несколько лет появились бактерии, которые были устойчивы и к пенициллину, и к тетрациклину и к хлорамфениколу. В этих случае, феномен был связан с плазмидой, если не ошибаюсь R100, которая содержала гены устойчивости ко всем этим, и ряду других антибиотиков. Плазмида эта, конечно, возникла и закрепилась в природе задолго до начала использования антибиотиков людьми, т.к. она давала селективное преимущество бактериям, живущим по соседству с актиномицетами. А мы просто добавили искусственный отбор, и её размножили. С нефтью сложнее, т.к. метаболизм нефти в бактериях включает чуть ли не 20 ферментативных реакций, но чём чёрт не шутит, я бы поискал в этих бактериях большую плазмиду.

А, то есть речь о том, что разлив нефти мог вызвать быстрое генетическое приспособление?

Да, распространение и размножение предсуществовавших генов нефтепоедания в бактериальных популяциях.

очень интересно, спасибо! это еще один ответ на вопрос, как они могли так быстро отреагировать на новые условия

это привет от эпигенетики
а как быть с погибшей рыбой - эти бактерии ее же не восстановят?

Нет, они ее съедят - а потом сами пойдут на корм рыбам :

http://www.snob.ru/fp/entry/23086?page=2#comment:181426

Динамика ситуации будет, в первом приближении, описываться уравнениями Вольтерра - Лотке. Вначале бактерии поедающие нефть переразмножатся, потом, когда нефть кончится, сами пойдут на корм, стимулируя восстановление экосистемы в целом.

Лишний раз убеждаюсь как в природе все умно устроено и заранее придусмотрено! 

Вот начнем мы еще что-нибудь добывать, и еще даже не знаем что, а она уже приготовила средство на случай катастрофы.

а для взрыва необходима санкция ООН или бояться навредить рыбам?

Боятся навредить акулам капитализма.

Илья, мне в этой дискуссии (если принять во внимание еще и комментарии на фэйсбуке) интересно то, как русские люди чувствуют подвох и не доверяют новостям даже такого солидного издания как Science и такого уважаемого университета как Беркли. Наверное сказываются годы закалки и развитое недоверие ко всем новостям, которые слишком хороши для того, чтобы быть правдой.

Маша, Вы поднимаете очень глубокую тему. Сказываются годы неверия никому - поэтому так дорога нашему сердцу архетипическая фигура "догадавшегося", "раскусившего". Увы, это не настоящий скептик в западном смысле слова - потому что его цель не познание истины, а формирование реальности под свою картину мира.

BP - накормило бактерии и спасло их от гибели!!!

Илья Колмановский Комментарий удален

Степан Пачиков Комментарий удален

В этой заметке в Nature обсуждается, что сейчас происходит с плюмом: Терри Хейзен говорит, что в их пробах нефти не обнаружилось, он полагает, что плюм рассосался. Дэвид Валентайн, геомикробиолог из калифорнийского университета (Санта-Барбара) не верит, что плюм исчез, он вообще считает, что по изменению концентрации кислорода оценивать скорость изменения количества нефти некорректно. Другие ученые, работающие в Мексиканском заливе (например Саманта Джои из университета Джорджии (в Афинах), считают, что плюм не рассосался, а сдвинулся на 130 км.

Вот на основе этого сообщения у меня появилось рацпредложение. А что если брать популяцию этих бактерий и подсаживать в воду тогда, когда в море разливается тот или иной танкер с нефтью. Они ведь и это, наверное, могут утилизировать? И это будет экологичное решение задачки и у  птиц не будет слипшихся мазутных крыльев.

Почти через пять месяцев после катастрофы в Мексиканском заливе проблему утечки нефти, кажется, удалось решить окончательно: BP закончила бурить вспомогательную скважину, которая соединяется с с пострадавшей скважиной на глубине около 5,5 км - немного ниже места аварии.   Теперь через эту новую скважину на дно поврежденной можно будет залить специальный раствор и  зацементировать ее канал.

http://edition.cnn.com/2010/US/09/17/gulf.oil.disaster/?hpt=T2

 

Новости наших партнеров