Глубоководные микробы производят графитоподобный углерод

Микробиология 15 ноября 2021 г., 9:22
Глубоководные микробы производят графитоподобный углерод

Международная группа ученых утверждает, что выявила две группы глубоководных микробов, которые производят аморфный углерод - разновидность элементарного углерода. "Это первое сообщение о производстве аморфного углерода каким-либо организмом на Земле", - говорит биохимик из Virginia Tech и соавтор статьи Роберт Уайт в пресс-релизе, добавляя, что команда "очень заинтересована в возможных последствиях этого открытия для углеродного цикла".
"Мы никогда не думали, что аморфный углерод может быть произведен живыми организмами из-за обычно экстремальных химических реакций, которые необходимы для его образования", - добавляет он.

Элементарный углерод содержит только атомы углерода, в отличие от молекул, связанных с жизнью, в которых углерод соединен с другими элементами, такими как водород и кислород. Он существует во множестве различных форм, от кристаллических алмазов, образующихся при высоком давлении и температуре, до черного, порошкообразного аморфного углерода в саже. Во всех ранее известных случаях его синтез был абиотическим, сообщает Chemistry World. Однако в статье, опубликованной 27 октября в журнале Science Advances, описывается элементарный углерод, который был получен микробами, выращенными из глубоководных морских отложений.

Первоначально микробы были собраны в период с 2003 по 2009 год и культивировались в течение нескольких лет, чтобы лучше понять биохимические процессы организмов, живущих в морских глубинах. Среди изученных организмов были представители двух групп микроорганизмов: метаногены, которые в процессе дыхания вырабатывают метан вместо углекислого газа, и анаэробные метанотрофы, которые потребляют метан в качестве источника углерода. Оба вида процветают в среде с низким содержанием кислорода, такой как гидротермальные источники в Калифорнийском заливе и глубоководные грязевые вулканы в Средиземном море, откуда исследователи взяли свои образцы.

Когда они культивировали микробы, то заметили, что организмы производят черные вкрапления, которые, как они сначала подумали, могли быть металлическими отложениями. Однако, рамановская спектроскопия показала, что этот материал является чистым углеродом, что подтвердили последующие анализы.

Ведущий автор работы, биохимик из Virginia Tech Кайли Аллен, отмечает, что пока неясно, зачем организмы производят аморфный углерод. "Они могут синтезировать его непосредственно для каких-то целей или как побочный продукт жизненно важного процесса; мы пока не знаем, что именно. Это то, что мы действительно хотим выяснить в будущем", - говорит она.

Авторы статьи предполагают, что аморфный углерод может играть роль в защите микробов от токсинов или служить проводящим элементом для переноса электронов. "Элементарный углерод - хороший проводник электричества. Углерод может быть ключом к симбиозу между археями и их партнерами", - предполагает соавтор работы, морской микробиолог Гюнтер Вегенер в пресс-релизе Бременского университета.
"Также совершенно неясно, сколько элементарного углерода образуется микроорганизмами в природе и где он находится", - отмечает он в релизе Virginia Tech.

Ответы на такие вопросы о природе и объеме производства углерода могут помочь прояснить, оказывают ли эти организмы заметное влияние на глобальный углеродный цикл. Возможно, учитывая относительно не реактивную природу аморфного углерода и расположение этих микробов на дне моря, большая часть производимого ими углерода остается в глубинах океана, выступая в качестве поглотителя углерода. Но, подчеркивает Аллен, любые выводы такого рода еще очень далеки.

pangenes.ru
pangenes.ru Evgenia
14 0 Теги: микробиология метан


Станьте первым!



pangenes.ru © 2021
Яндекс.Метрика