Александра Пошибаева: мы показали, что биомасса бактерий — источник углеводородов нефти

BUSINESS GUIDE: С какой гипотезы вы начали изучение роли бактерий в образовании нефти?

АЛЕКСАНДРА ПОШИБАЕВА: Происхождение нефти, как и происхождение жизни, является фундаментальной проблемой естествознания. При этом происхождение нефти — это и актуальная проблема нефтяной геологии, поскольку для того, чтобы вести обоснованные поиски нефти, необходимо знать, где и из каких источников она образовалась. В биогенной теории происхождения нефти считается, что углеводороды нефти образовались из органического вещества, представляющего собой остатки живых организмов, обитавших на Земле в прошлые геологические эпохи. Учитывая этапы эволюции живых организмов, можно предположить, что первичным источником нефти были прокариоты, а именно археи и бактерии. Из этого следует, что, по всей вероятности, процессы образования нефти из биомассы остатков прокариотических организмов продолжаются и в настоящее время. А если учесть, что прокариоты широко распространены и быстро размножаются, то, значит, и сейчас происходит накопление огромных количеств органического вещества, которое может быть источником углеводородов.

BG: Как вы проводите исследование?

А. П.: Здесь, в лаборатории, сначала мы увеличиваем количество самих бактерий — создаем для них питательную среду, где они размножаются. Потом мы их с помощью центрифуги отделяем от питательной среды. А затем замораживаем и лиофилизируем. Таким образом, мы получаем исходную биомассу бактерий для наших экспериментов. После лиофильной сушки биомасса выглядит как порошок. Как показали наши исследования, этот порошок состоит из растворимой и нерастворимой частей. Для того чтобы выделить растворимую часть биомассы, мы проводим экстракцию — добавляем растворитель и ставим в ультразвуковую ванну. Мы исследуем и растворимую, и нерастворимую части биомассы. Последняя, по нашему предположению, является частью керогена. Ранее профессор Гордадзе показал, что из керогена путем мягкого термического разложения (термолиза) образуются нефтяные углеводороды. Аналогичным превращениям мы подвергаем и нерастворимую часть биомассы бактерий: помещаем ее в ампулу, запаиваем и нагреваем при температуре 330 градусов в течение пяти-шести часов. При нагревании в пробирке выделяются различные органические соединения.

И растворимую часть, и продукты термолиза нерастворимой части биомассы бактерий мы исследуем методом хроматомасс-спектрометрии, который является наиболее информативным методом исследования углеводородов и других соединений на молекулярном уровне. В растворимой части биомассы бактерий мы обнаружили в основном н-алканы и жирные кислоты, но это лишь часть соединений, входящих в состав нефти. Значительно больше углеводородов нефти мы получили, когда стали исследовать продукты термолиза нерастворимой части биомассы. Мы обнаружили н-алканы, изопренаны, стераны, терпаны и другие углеводороды-биомаркеры, то есть соединения, которые отражают структуру исходной биомассы и являются прямым доказательством органической гипотезы происхождения нефти. Это свидетельствует о том, что из нерастворимой части бактерий образуются те же углеводороды, которые образуются из керогена осадочных пород.

Интересно отметить, что наряду с вышеуказанными углеводородами-биомаркерами образуются предшественники углеводородов алмазоподобного строения, в результате каталитических преобразований которых образуются все углеводороды алмазоподобного строения, присутствующие в нефтях. Этими интересными углеводородами в нашей лаборатории занимается ученик профессора Гордадзе доктор химических наук Михаил Гируц, который показал, что эти углеводороды находятся во всех нефтях мира.

BG: Каково практическое значение вашего открытия?

А. П.: Мы показали, что биомасса бактерий может являться источником нефтяных углеводородов. Однако главный вывод нашей работы заключается в следующем: углеводороды нефти образуются и в настоящий момент. А это значит, что нефть, возможно, является неисчерпаемым ресурсом. Но наша работа еще в самом начале и нам еще многое предстоит узнать.