Солнце дает жизнь нашей планете своими лучами, и тем не менее некоторым удивительным формам жизни не нужен свет, чтобы жить.
Вместо того, чтобы использовать фотосинтез для хранения энергии в своих химических связях, некоторые микробы полагаются исключительно на окисление неорганических молекул, таких как водород.
Хемосинтез, как известно, предполагался как потенциальный источник энергии для микробов в 19 веке, хотя не был подтвержден до тех пор, пока в 1970-х годах не были обнаружены экосистемы, окружающие глубоководные гидротермальные источники океана .
С тех пор способы получения энергии путем окисления неорганических соединений считались редкими и ограничивались экстремальными средами обитания.
Но новые морские исследования показывают, что эта стратегия выживания на самом деле распространена от полюса до полюса.
На самом деле, по мере того, как солнечный свет угасает, группа исследователей из Университета Монаша в Австралии обнаружила доказательства того, что хемосинтез становится основным образом жизни невидимых морских микробов.
«Водород и угарный газ фактически «кормили» микробы во всех регионах, которые мы изучали: от городских заливов до тропических островов и до сотен метров под поверхностью», — говорит микробиолог из Университета Монаша Крис Грининг.
«Некоторых можно найти даже под шельфовыми ледниками Антарктиды».
В отличие от солнечного света, молекулярный водород является удобным источником энергии, который присутствует, по крайней мере, в следовых количествах в самых разных экосистемах , от атмосферы до поверхности и даже под ней.
В предыдущих исследованиях Грининг и его коллеги показали, что во многих почвах мира бактериальные культуры, способные потреблять водород, «обильны, разнообразны и активны» — во многих отношениях они являются основой всей пищевой цепи.
Теперь он и некоторые из тех же исследователей показали, что это относится и к глубинам океана.
Их исследование является первым, в котором исследуется, могут ли бактерии в открытом океане использовать водород в качестве топлива. Выводы основаны на 14 пробах морской воды, собранных в Атлантическом, Индийском, Тихом и Южном океанах.
Во всех этих образцах, кроме одного, команда обнаружила микробы, обладающие генетическим механизмом, необходимым как для хемосинтеза с использованием водорода, так и для фотосинтеза.
Основываясь на активности микробов в лаборатории, модели предполагают, что скорость их хемосинтеза достаточна для поддержания роста и выживания сообщества.
Авторы заключают, что водород должен быть важным источником энергии для бактерий в морской воде, особенно для тех, которые живут в самых глубоких и темных глубинах.
Окисление водорода полезно, когда солнечный свет недоступен, но не обошлось без затрат. Это требует инвестиций в железо в условиях, когда железо уже является ценным товаром. Это означает, что морские бактерии, вероятно, используют водород в качестве топлива только тогда, когда это абсолютно необходимо.
На поверхности океана для микробов, вероятно, гораздо ценнее полагаться на солнечный свет. Однако в темноте можно было щелкнуть выключателем. Ближе к морскому дну железо более доступно, а солнечного света становится меньше.
Морские бактерии, которые могут переключаться между хемосинтезом и фотосинтезом, вероятно, будут иметь большое конкурентное преимущество при заселении всех различных уровней океанской среды обитания.
Вероятно, поэтому эти гибкие формы жизни все еще так многочисленны по сей день.
«Первая жизнь, вероятно, возникла в глубоководных жерлах, используя в качестве источника энергии водород, а не солнечный свет», — предполагает Грининг.
«Невероятно, что 3,7 миллиарда лет спустя так много микробов в океанах все еще используют этот высокоэнергетический газ, а мы до сих пор совершенно не замечали этого».
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен