Анаэробное разложение фенольных соединений.
В кислородной атмосфере микробная деградация ароматических соединений осуществляется грибами и бактериями, которые используют 02 для активации субстрата в реакциях оксгенирования. В результате действия моно- и диоксигеназ вследствие введения гидроксигрупп исходные вещества преобразуются в небольшое число ключевых соединений, из которых наибольшее внимание уделяется катехину, протокатехиновой кислоте, гентизату. У них, в свою очередь, под действием оксигеназ подвергается разрыву ароматическое кольцо вблизи гидроксигрупп. Образовавшиеся ненасыщенные органические кислоты подвергаются дальнейшему разложению обычно через ацетильные или сукцинильные производные. Каждая реакция оксигенирования в высокой степени экзотермична и обусловливает выделение в виде тепла около 300 кДж/моль реактанта. Эта энергия не может быть использована организмом для синтеза АТФ. Подготовительные реакции оксигенирования составляют цену возможности дальнейшего использования продуктов окисления как субстрата энергетического обмена.
Очевидно, что, подобно гидролитикам, оксигенирующие организмы образуют широкий спектр усвояемых растворимых веществ, и это создает условия для обильного шлейфа диссипотрофов, сопровождающих их деятельность. Нерастворимые полимерные ароматические вещества обусловливают структурную организацию сообщества с доминирующей группировкой мицелиальных организмов, инициирующих распад твердых лигнифицированных остатков в опаде или мертвых растительных тканях. Вымываемые ароматические соединения и продукты их дальнейшего преобразования в виде растворимого "водного гумуса", фульвокислот, фенолов поступают в почвенный раствор или осадки водоемов. Высокая потребность в 02 для оксигенирования и его использование приводят к ограниченной доступности кислорода в плотных структурах растительного опада.
Ароматические продукты распада могут поступать в анаэробные зоны и там разлагаться за счет восстановительных процессов. Образование СН4 при разложении ароматических соединений было обнаружено еще в 1930-х годах на примере анаэробных очистных сооружений. Установленным фактом является способность анаэробных организмов деградировать ароматические соединения.
Органо-минеральные соединения в почве.
На поверхности глинистых частиц почвы происходит связывание органических веществ. Особое значение имеет прочное взаимодействие гуминовых веществ с глинистыми минералами. Во взаимодействии с отрицательно заряженными минералами участвуют аминогруппы, образующие ионную связь, металл-органические комплексы многовалентных металлов, как Fe, образующие мостик между отрицательно заряженной поверхностью глинистого минерала и карбоксильной группой гуминовой кислоты. Водородные связи определяют связывание полимеров, например реакционно-способной свежеобразованной бактериальной слизи, с поверхностью глинистых частиц, и поэтому биологическая активность в почве приводит к образованию стойких органо-минеральных соединений, чего не происходит, например, при смешении торфа с глиной. Органические соединения на поверхности глин защищены как от химического, так и биотического окисления. Попавшие в межслойное пространство даже такие легкодоступные вещества, как пептиды, оказываются недоступными для окисления. В крайнем выражении это ведет к образованию черных глинистых сланцев, вплоть до горючих. С другой стороны, образование органического покрова на поверхности минерала предотвращает его дальнейшее разрушение при выветривании. Органические вещества, связываясь с Fe или А1 на поверхности кристалла, могут блокировать точки роста и предотвращать укрупнение педогенных минералов.
Отсюда возникает связь между образованием глинистых минералов при выветривании и геологическим захоронением Сорг, в свою очередь, ведущим к повышению окислительного статуса атмосферы. В результате за 02 атмосферы отвечает выветривание с образованием в конечном итоге глин, связывающих восстановленный Сорг с эквивалентным освобождением 02.