Исследователи обнаружили оазисы на морском дне, где микробы из рода Scalindua могут накапливать энергию в течении долгого времени. Международная группа ученых в новом исследовании выяснила, какие для этого нужны условия.
Исследователи изучали микробы из рода Scalindua в Норвежском море в Гренландии. Микробы этого вида смогли реактивироваться и увеличить свою популяцию на 4 порядка спустя долгое время после захоронения.
Миллионы микробных клеток заполнить каждый миллиметр 360,000,000 км2 морского дна Земли. Со временем они погружаются глубоко в отложения из-за непрерывного потока частиц сверху, чтобы стать частью глубокой осадочной биосферы. Когда снабжение пищей из поверхностного мира прекращается, популяции микробов постепенно уменьшаются. Метаболическая активность замедляется до абсолютного минимума, обеспечивая едва достаточное количество энергии для основного обслуживания клеток. Выживание микробов на морском дне в течении тысячелетий — вопрос упорства и настойчивости, а не роста. В новом исследовании, однако, исследовательская группа описывает, как небольшая группа организмов, которые получают свою энергию путем анаэробного окисления аммония (анаммокс), являются исключением из этого общего правила и могут размножаться после длительного времени в неблагоприятных условиях.
«Удивительно, что эти клетки способны вынести, — заявил старший автор исследования Штеффен Л. Йоргенсен из Центра глубоководных исследований Университета Бергена (Норвегия). — С того момента, как клетки Scalindua откладываются на дне океана, они оказываются во враждебной среде. Их источник пищи (аммоний и нитрит) очень скуден. После осаждения на дно океана они должны пережить захоронение в течении 80 000 лет в местах без каких-либо источников энергии и пропитания. Когда клетки оказываются достаточно глубоко в отложениях, где встречаются потоки аммония и нитрата, они могут получить энергию. Здесь те немногие клетки, которые достигают этой глубины, начинают расти, и размер популяции увеличивается. Однако время их пребывания в этой зоне ограничено, поскольку она сама зона остается на фиксированной глубине, в то время как микробы уходят все глубже из-за непрекращающегося процесса захоронения. В принципе, эти клетки провели 80 000 лет, проходя через ад, чтобы, наконец, добраться до места, где они могли бы получить нормальную еду только для того, чтобы оказаться изгнанными после закуски».
Один из очевидных вопросов, который оставался перед исследователями, заключался в том, какие черты позволяют этим микробам выживать так долго в крайне неблагоприятных условиях. Чтобы исследовать это, они секвенировали весь геном этих организмов и сравнили его с содержанием генома их родственников на поверхности. Они обнаружили, что организмы обладают определенными генами, которые позволяют им использовать различные источники азотсодержащих соединений для получения необходимого аммония. Кроме того, вполне вероятно, что они могут использовать другие реакции, кроме анаммокса, для получения энергии.
Читать также
Ледник «Судного дня» оказался опаснее, чем думали ученые. Рассказываем главное
Ученые нашли быстрый путь по Солнечной системе
Найдено предполагаемое царство исчезнувших хеттов. Что обнаружили археологи?