Изследването може да обясни как древните организми са се приспособили към дишането.
Повечето организми на Земята използват кислород за дишане. Но някои форми на живот, особено микробите, използват други химични вещества, когато кислородът е малко. Такива микроби наскоро са открити от изследователи, изучаващи горещите извори в Йелоустоун, пише earth.com.
В списанието Nature Communications учените описаха работата си с проби от бактерии от парка Йелоустоун. Те пишат, че бактерията Aquificales, открита в парка, поставя под съмнение обичайното предположение, че организмите дишат с един-единствен газ. При определени условия този организъм използва както кислород, така и сяра. А това означава, че в тях е протичал едновременно два метаболизма, т.е. обмен на вещества.
„Няма друго обяснение, освен че тези клетки дишат кислород едновременно с елементарна сяра“, каза водещата авторка на изследването Лиза Келер от Университета на щата Монтана.
Келер обясни, че способността на бактериите да извършват и двата процеса едновременно поставя под съмнение нашето разбиране за това как микробите оцеляват, особено в динамични среди с ниско съдържание на кислород, като горещите извори. Обикновено това са трудни места за живот. Там температурата е висока, във водата са разтворени минерали, бурлят различни газове. Кислородът се разтваря по-малко в гореща вода, отколкото в студена, и се изпарява по-лесно, поради което нивото му се променя всяка секунда. В такава среда гъвкавата енергийна стратегия е от голямо значение.
Бактерията, описана в това проучване, процъфтява при високи температури и се храни с прости молекули, включително газообразен водород. Тя може да използва кислород, когато е наличен, и елементарна сяра, когато нивото на кислород спада.
Как беше проведено проучването
Келер и нейният екип изолираха микроба, а след това го отгледаха в лаборатория при високи температури с три съставки: газообразен водород като източник на енергия, елементарна сяра и кислород. След това проследиха химичните реакции на клетките и кои гени са били активирани.
След това екипът измери нивото на кислород. Те наблюдаваха и превръщането на сярата в сулфид, което е ясен признак за анаеробно дишане на сярата. Данните съвпадаха с химията: ензимите, отговорни както за използването на кислород, така и за преработката на сярата, бяха активни едновременно.
„Културите, на които бяха дадени водород, сяра и кислород, растеха по-бързо и достигаха по-голям брой клетки, отколкото културите, които трябваше да използват само кислород или само сяра“, се казва в статията.
Такава гъвкавост също съответства на историята на ранната Земя. Кислородът не се е разпространил в океаните веднага. Той се е издигал неравномерно и непоследователно. Микробите, които са могли да усетят и най-малкото количество кислород, като все още разчитали на старите, безкислородни реакции, вероятно са имали предимство.
Следователно резултатите от изследването могат да обяснят как древните форми на живот са се адаптирали към постепенното насищане на Земята с кислород, което е започнало преди около 2,8 милиарда години.
