Глубоко под водной поверхностью океана постоянно происходит «снегопад». Однако это не замороженные кристаллы, а маленькие комки слизи, экскрементов живых организмов, ила и остатков планктона. Эти частицы называются морским снегом.
Спускаясь от поверхности к дну, частицы морского снега уносят с собой из верхних слоев воды огромное количество углерода: по оценкам, более 10 гигатонн ежегодно. Однако лишь около двух гигатонн доходят до глубин, где углерод может оставаться изолированным сотни и даже тысячи лет.
Почему же так много углерода теряется по дороге? Специалисты Океанографического института Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего и Университета Линкольна обнаружили неожиданно важный фактор: уровень липкости (вязкости) морского снега. Выяснилось, что самые вязкие частицы переносят в глубины океана более чем в шесть раз больше углерода, чем жидкие и рыхлые.
Причина кроется в бактериях. Они питаются морским снегом, пока он опускается, и постепенно разрушают его. Ранее было невозможно наблюдать, как отдельные бактерии взаимодействуют со структурой слизи. За эту задачу в 2021 году взялся постдок Скриппса Брайс Инман. Вместе с коллегами, среди которых микробиолог Фарук Азам, он на протяжении четырех лет пробовал различные подходы, и лишь в 2025 году новый метод оказался успешным. Он сочетает трехмерную конфокальную микроскопию и специально разработанные флуоресцентные молекулы. Микроскопия послойно фиксирует образец светом и позволяет создать объемное изображение, а молекулы делают структуру комка «снега» видимой.
Внутри слизи обнаружен сложный рельеф. «Там имеются выпуклости, трещины — целая структура, о которой мы не имели представления в масштабах меньше бактерии», — говорит Инман. Выяснилось, что бактерии предпочитают заселять поверхности, менее вязкие участки частицы, в то время как плотная липкая сердцевина им дается труднее. «Представьте червяка в яблоке: мякоть легко прогрызть, а сердцевину — сложно», — объясняет ученый.
В лабораторных исследованиях более вязкие частицы дольше противостоят разрушению и распаду. Компьютерные модели продемонстрировали, что они имеют возможность опуститься глубже, прежде чем распадутся. Поэтому и наблюдается шестикратная разница в переносе углерода.
Значение данного открытия выходит за пределы океана. Похожие отношения бактерий и слизи поддерживают жизнь коралловых рифов, зарослей ламинарии, функционирование корней растений и даже процессы пищеварения у человека и животных. Новый метод может помочь исследовать самые различные процессы, от здоровья кишечника до восстановления поврежденных рифов.
Фото: hi-tech.mail.ru