Микроби који живе у сјајно обојеним врелима националног парка Иелловстоне користе првенствено водоник за гориво, откриће истраживач Универзитета у Колораду у граду Боулдеру, каже да су тела добра за живот у екстремним окружењима на другим планетама и да би могла да допринесу разумевању бактерија у људском телу.
Тим биолога ЦУ-Боулдер-а на челу са професором Норманом Пацеом, једним од водећих светских стручњака за молекуларну еволуцију и микробиологију, објавио је ове недеље извештај „Водоник и биоенергетика у геотермалном систему Иелловстонеа“ у интернет издању Зборника Националних Академија наука.
Налази тима, засновани на вишегодишњем истраживању у парку, оповргавају популарну идеју да је сумпор главни извор енергије за сићушне организме који живе у термалним карактеристикама.
„Било је изненађење кад је открило да је водоник главни извор енергије за микробе у врелима“, рекао је Пејс. „Овај пројекат је такође интересантан у контексту микробиологије, јер је један од ретких случајева који смо могли да проучавамо микробе како бисмо добили информације о читавом екосистему. То никада раније није било могуће. "
Студија је посебно дизајнирана како би се утврдио главни извор метаболичке енергије која покреће микробне заједнице у карактеристикама парка са температурама изнад 158 степени Фаренхајта. Није познато да се фотосинтеза одвија изнад те температуре.
Комбинација три различита трага навела је истраживаче да закључе да је водоник главни извор енергије. Генетска анализа сорти микроба које живе у заједницама врелих извора открила је да сви више воле водоник као извор енергије. Такође су приметили свеприсутни Х2 у свим врелима у концентрацијама довољним за микробну биоенергетику. Термодинамички модели засновани на пољским подацима потврдили су да је метаболизам водоника у овим срединама највероватнији извор горива.
„Овај рад представља неколико занимљивих повезаних питања“, рекао је Јохн Спеар, водећи аутор извештаја. „Водоник је најзаступљенији елемент у свемиру. Ако постоји живот негде другде, то би могао бити да је водоник његово гориво “, рекао је Спеар. „Видели смо доказе о води на Марсу, а знамо да се на Земљи водоник може произвести биогенетски фотосинтезом и ферментацијом или не-биогенетски реакцијом воде са стеном која носи гвожђе. Могуће је да небиогени процеси производе водоник на Марсу и да би то могао користити неки облик живота микроба ", рекао је.
Постоји много примера да бактерије живе у екстремним окружењима - укључујући људско тело - користећи водоник као гориво, наводи Спеар. "Недавна истраживања показала су да бактерија Хелицобацтер пилори, која изазива чиреве, живи на водонику унутар стомака", рекао је Спеар. „Салмонела метаболизује водоник у цревима. Због тога се питам колико различитих врста микроба метаболизује водоник у екстремним окружењима. "
Уместо да се ослањају на традиционалне технике микробиологије које користе културе узгајане у лабораторији, ЦУ-Боулдер тим је користио методологију коју је развио Паце да генетски анализира састав микробне заједнице како се појављује на терену. "Нисмо гледали шта расте у култури, гледали смо РНА узорака директно са поља", рекао је Спеар.
"Никада нисмо знали који микроби живе у Јелостонстонским врелима, а сада јесмо", рекао је Пејс.
За прикупљање података коришћен је нови скуп инструмената, од којих неки никада раније нису прикупљени. „Прије нико није мјерио концентрацију водоника у изворима јер технологија није постојала прије отприлике седам година. Сада можемо открити врло ниске концентрације водоника у води “, објаснио је Спеар.
„Нашли смо пуно водоника у врелим изворима - бескрајно снабдевање бактеријама“, рекао је. Мерења количине Х2 у води евидентирана су у врућим изворима, потоцима и геотермалним отворима Иелловстоне у различитим деловима парка и током различитих сезона. Сва су окружења имала концентрације одговарајуће за метаболизам енергије.
Тим је користио компјутерски произведене термодинамичке моделе како би открили да ли је водоник заиста главни извор енергије. „У ваздуху на Иелловстонеу можете да осјетите мирис, а прихваћена идеја је била да је сумпор извор енергије за топле изворе“, рекао је Спеар. Није тако, према рачунарским моделима тима који су изграђени на теренским мерењима водоника, сулфида, концентрације раствореног кисеоника и других фактора.
Спеар је рекао да је тешко истражити микробни екосистем. „Имамо довољно времена да објаснимо шта се дешава у шуми, на пример, са свим системима за преклапање. Микробиални систем не можемо ни видети. "
Екстракција узорка била је опасна и деликатна операција. Да би се прецизно анализирала читава микробна заједница врућег извора, Спеар је морао да сакупи само приближно толико материјала као што је гумица за брисање оловке. Узорци седимената убачени су у посебне бочице за узорке и одмах замрзнути у канистере са течним азотом да би се очувала микробна заједница.
У изворима где није било седимената, Спеар је скупљао узорке планктонских организама тако што је објесио стаклену клизач у воду и омогућио да се микроби накупљају. „Бактерије су попут нас. Воле да буду заједно, воле да се причвршћују на површину и воле да им храна - растворени водоник, у овом случају - донесе до њих. "
Спеар је објаснио да су боје врелих извора последица интеракције минерала и микроба који живе у базенима. Врућа вода обично показује боје минерала, а хладнија вода је домаћин фотосинтетским пигментима.
„На основу онога што сам видео у овој анализи, мислим да водоник вероватно води много живота у многим срединама“, рекао је Спеар. "То је део спекулација, али с обзиром на број и врсте бактерија које метаболизују водоник, то је вероватно врло стари облик метаболизма.
То је важно јер нам говори о историји живота на Земљи “, рекао је. „А ако овако функционише на Земљи, вероватно ће се десити негде другде. Када погледате у звезде, у свемиру има пуно водоника. "
Изворни извор: УЦБ Невс Релеасе
