В океані знайшли мікробів, які відтворюють кисень без сонячного світла

З моменту кисневої катастрофи, яка сталася приблизно 2,45 мільярда років тому, більшості живих організмів на Землі потрібний кисень. Він виробляється іншими організмами, яким для виробництва цього газу потрібне сонячне світло. Власне кажучи, як стверджують вчені, киснева катастрофа відбулася лише тому, що наша планета сповільнила своє обертання, внаслідок чого збільшився світловий день. Це дозволило ціанобактерії встигати протягом дня виділяти велику кількість кисню. Вони й наповнили атмосферу життєво важливим газом. Однак, як зовсім недавно з’ясували вчені з Університету Південної Данії, не всім організмам для вироблення кисню необхідне сонячне світло. В океані було виявлено мікроб, який відтворює кисень без сонячного світла і цим порушує всі вище згадані правила – він виживає навіть в умовах темряви та в середовищі з повною відсутністю кисню.

Мікроби, які живуть у темряві та без кисню

Йдеться про мікроб Nitrosopumilus maritimus, а також інші деякі родинні йому мікроорганізми. Раніше вченим було відомо, що ці мікроби можуть жити у середовищі з мінімальною кількістю кисню. Проте незрозуміло було, що вони там роблять і як виживають у таких умовах.

Слід зазначити, що Nitrosopumilus maritimus є найпоширенішим в океані мікробом. Якщо набрати цебро океанської води, кожна п’ята клітина в ній буде цим мікробом. Як кажуть вчені, він відіграє важливу роль у кругообігу азоту. При цьому давно відомо, що він не може жити без кисню.

Спочатку експерти думали, що в безкисневому середовищі, де ці мікроби теж зустрічаються у великій кількості, вони не виконують жодної функції. Але як і чому вони потрапляють туди? Всі ці загадки надихнули вчених із Данії провести дослідження, результати якого нещодавно були опубліковані в журналі Science .

Щоб з’ясувати чому така велика кількість цих мікроорганізмів є в безкисневому середовищі, і що вони там роблять, вчені вилучили їх з природного довкілля і помістили в штучні лабораторні умови. Основне завдання полягало в тому, щоб з’ясувати, що з ними станеться, коли з води зникне весь кисень, і не буде сонячного світла.

Таким чином, вчені створили умови, які виключали можливість виробництва кисню. По суті, це природний сценарій, який відбувається, коли Nitrosopumilus maritimus переміщаються з багатих киснем вод у ті, які практично не містять.

Те, що в результаті виявила команда дослідників, їх дуже здивувало. Мікроорганізми стали виробляти кисень, а також газоподібний азот (діазотом) як побічний продукт.

Як мікроби виробляють кисень без сонячного світла

Вчені поки що не можуть дати чіткої відповіді, як мікроби виробляють кисень без доступу до сонячного світла. Однак вони звертають увагу на те, що кількість кисню, що виробляється, невелика. Його достатньо для виживання лише самих мікробів. Про те, що мікроби виробляють кисень у невідомий раніше спосіб, говорить той факт, що цей процес супроводжується виділенням газоподібного азоту.

Мікроби якимось чином переробляють аміак на нітрит. Цей процес дозволяє їм отримувати енергію. У свою чергу, для цього процесу вони самі виробляють кисень. Для всіх цих біохімічних реакцій вони використовують вільний азот, який доступний у навколишньому середовищі. Цей висновок потребує проведення подальших досліджень. Якщо його буде підтверджено, вченим доведеться переосмислити розуміння азотного циклу в океані.

Автори роботи планують тепер провести дослідження не в лабораторних умовах, а в природному середовищі, тобто у водах океану, з мінімальним вмістом кисню, причому в різних точках світу.