Группе исследователей из США и Великобритании удалось обнаружить древние микроорганизмы, обитающие под толщей льда, с ранее неизвестной системой дыхания. Об этом сообщает Nature News, а статья исследователей опубликована в журнале Science.
Узнайте больше в полной версии ➞В рамках исследования биологи изучали подледное озеро в Антарктике, расположенное на глубине около 400 метров. Считается, что этот водоем образовался, когда ледник Тейлора закрыл один из местных фьордов примерно 1,5-2 миллиона лет назад. В настоящее время озеро регулярно пробивает край ледника и выбрасывает наружу часть своего содержимого, богатого железом. На воздухе вода замерзает, а железо окисляется, что приводит к образованию "ржавого водопада" (см. иллюстрацию).
Последний факт позволил ученым собрать большое количество образцов содержимого озера без бурения скважин. В этих образцах, которые собирались в течение шести лет, исследователи нашли 17 различных видов микроорганизмов. Генетический анализ позволил установить, что они являются родственниками некоторых обитателей морского микромира, обладающих так называемым анаэробным дыханием.
Известно, что микроорганизмы получают энергию в результате превращения соединений богатых химической энергией в более бедные. При анаэробном дыхании исходными соединениями являются органические субстраты или молекулярный водород, а конечным акцептором электронов в химическом процессе - некоторое соединение, отличное от кислорода. Исследователям удалось обнаружить, что изучаемые организмы являются родственниками микроорганизмов, обладающих сульфатным дыханием. У них конечным акцептором являются сульфаты.
Однако изотопный анализ содержимого образцов воды из подледного озера позволил установить, что у найденных микроорганизмов сульфаты участвуют в дыхании, но не являются конечными акцепторами. Кроме того ученые обнаружили большое количество двухвалентного железа в воде. Последнее означает, что в подледном водоеме происходят химические процессы, превращающие трехвалентное железо (которым богато дно озера) в двухвалентное. Все это, по словам биологов, указывает на то, что данные микроорганизмы используют для получения энергии анаэробное дыхание, где конечным акцептором является железо, а сульфаты "работают" катализаторами.
Работа ученых была положительно воспринята специалистами в данной области. Они отмечают, что железистое дыхание было известно и раньше, однако, никогда до данного случая биологи не сталкивались со схемой, где в качестве катализаторов участвуют сульфаты.
Ученые полагают, что условия, в которых обитают найденные микроорганизмы, могут напоминать условия подледных водоемов, которые могут существовать на других планетах. Такие океаны, например, обнаружены на спутнике Юпитера Европе.