Исследователи из Китайской академии наук выявили экологический риск при переработке сельскохозяйственных отходов. Группа ученых под руководством Сяндуна Чжу установила, что превращение рисовой соломы в гумус помогает удерживать углерод в почве, но одновременно ведет к росту числа генов устойчивости к антибиотикам.
В ходе экспериментов ученые имитировали распад растительных остатков при температурах от 210 до 330 градусов Цельсия. Такая обработка позволила получить органические соединения, характерные для разных стадий разложения лигнина и целлюлозы. Выяснилось, что при высоких температурах в почве накапливаются фенольные соединения. Это меняет химический состав среды и заставляет микроорганизмы адаптироваться.
Метагеномный анализ показал, что в таких условиях бактерии начинают активнее перерабатывать углеводы. Однако вместе с ростом эффективности углеродного обмена в 4,6 раза увеличилось количество генов резистентности к антибиотикам. В основном это гены, отвечающие за работу механизмов выкачивания лекарств из клеток.
Причиной стал окислительный стресс, вызванный фенолами. В ответ на него бактерии начинают активнее обмениваться генетическим материалом. В процесс вовлечены и почвенные вирусы: они переносят вспомогательные гены, помогая наиболее конкурентоспособным штаммам выживать. При этом основные характеристики почвы, включая уровень кислотности, практически не меняются.
Результаты указывают на необходимость пересмотра методов работы с растительными остатками. Стремление повысить плодородие и задержать углерод в земле создает риск появления природных очагов устойчивых к лекарствам бактерий. Авторы работы указывают, что технологии переработки отходов должны учитывать не только агрономическую пользу, но и микробиологическую безопасность.