ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Mikrobi se bore protiv štetnog stakleničkog plina

Naš okoliš  ima mnogo opasnijeg protivnika od ugljičnog dioksida. Naime, radi se o dušikovom oksidu, stakleničkom plinu koji je 300 puta potentniji te također uništava ozonski omotač svakim otpuštanjem u atmosferu, bilo kroz određene procese koji se primjenjuju u poljoprivredi, tretmane otpadnih kanalizacijskih voda, ili pak sagorijevanja fosilnih goriva.

Ipak, na našu sreću, čini se da priroda ima mnogo veći arsenal oružja nego što je prethodno bilo poznato u borbi protiv štetnosti ovog stakleničkog plina. To je pokazano u studiji Franka Loefflera iz ORNL-ova (Oak Ridge National Laboratory) odjela za mikrobiologiju sa Sveučilišta u Knoxvillu (Tennessee) i njegovih kolega.

Nalazi iz spomenute studije objavljeni su u znanstvenom časopisu “Proceedings of the National Academy of Sciences“.

Znanstvenici već dosta dugo znaju za mikroorganizme pod imenom denitrifikatori koji dušikov oksid pretvaraju u bezopasan dušik. Loeffler i njegov tim su sada otkrili ovu sposobnost i kod mnogo drugih grupa mikroorganizama, od kojih svi konzumiraju dušikov oksid te potencijalno mogu umanjiti njegovu emisiju.  

Istraživački tim je proučavao dostupne mikrobne genome dekodirajući enzimske sustave koji kataliziraju prevođenje dušikovog oksida u bezopasan plin, tj. dušik.

Ono što su otkrili bila je neočekivano široka rasprostranjenost ove vrste enzima u raznim grupama mikroba koji imaju mogućnost transformacije dušikovog oksida u neškodljivi dušik. Unutar ovih grupa mikroba, otkriveni enzimi su srodni, ali evolucijski različiti od onih koje nalazimo u poznatim denitrifikatorima. Mikrobi koji imaju mogućnost kataliziranja dušikovog oksida mogu se pronaći u mnogim, ako ne i svim, vrstama tla i sedimentima, što sugerira da postoji mnogo veća „vojska“ mikroba koji doprinosi potrošnji dušičnog oksida.

„Prije nego što smo napravili ovo istraživanje, postojala je određena nedosljednost u predviđanju emisija dušikovog oksida baziranom na poznatim procesima koji doprinose njegovoj potrošnji, upućujući na vjerojatnost da postoje neevidentirani ponori (sinks), odnosno prirodni mehanizmi koji ovaj plin uklanjaju iz atmosfere.“ kaže Loeffler. „Ova nova otkrića do kojih smo došli nude mogućnost ispravljanja te nedosljednosti.“

Prema Loeffleru, otkriće ovakve mikrobne raznolikosti i njen doprinos potrošnji dušikovog oksida omogućit će znanstvenoj zajednici konkretan napredak u razumijevanju prirodnih mehanizama koji djeluju na globalne emisije dušikovog oksida i poboljšati modele koji se koriste u proučavanju ciklusa stakleničkih plinova.

„Ovo će nam omogućiti kvalitetnije objašnjavanje i predviđanje posljedica koje ljudske aktivnosti imaju na uništavanje ozonskog omotača i globalno zatopljenje.“ kaže Loefller. „Naši rezultati ukazuju da analiziranje populacija tipičnih denitrifikatora zapravo pruža nepotpunu sliku te je kao takvo nedostatno za točnije predviđanje emisija dušikovog oksida.“

Iako je njegov postotni udio u doprinosu plinova koji izazivaju efekt staklenika relativno malen, dušikov oksid je izuzetno učinkovit u zagrijavanju atmosfere.  Naime, jedna molekula dušikovog oksida ima 200 do 300 puta veći efekt “stakleničkog“ zagrijavanja od primjerice ugljičnog dioksida. Danas u atmosferi ima 20% više dušikovog oksida nego što ga je bilo prije otprilike 250 godina.

Usprkos činjenici da dušikov oksid nastaje prirodnim putem u tlu i morima te je kao takav prisutan u atmosferi kao dio Zemljinog ciklusa dušika, emisije ovoga plina koje proizlaze od ljudske aktivnosti, posebice u sektoru poljoprivrede (umjetna gnojiva), transporta (izgaranje fosilnih goriva) i industrijske proizvodnje, konstantno se povećavaju.

Izvor: University of Tennessee at Knoxville

Podijeli.