Naujausi tyrimai parodė, kad kai kurie mikrobiniai organizmai, gyvenantys Yellowstone nacionaliniame parke, sugeba kvėpuoti ne tik deguonimi, bet ir sieros junginiais. Tai atveria naujas įžvalgas apie tai, kaip senovės organizmai galėjo prisitaikyti prie sudėtingų aplinkos sąlygų ir išgyventi ekstremaliuose biotopuose.
Kuo ypatingi Yellowstone mikrobai?
Dauguma Žemės organizmų naudoja deguonį kvėpavimui. Tačiau Aquificales bakterijos, atrastos Yellowstone karštųjų versmių vandenyse, sugeba naudoti tiek deguonį, tiek elementinę sierą, priklausomai nuo aplinkos sąlygų. Tai reiškia, kad jos vienu metu vykdo du metabolizmus, leidžiančius prisitaikyti prie kintančio deguonies kiekio ir kitų ekstremalių sąlygų.
„Neturime kito paaiškinimo, išskyrus tai, kad šios ląstelės kvėpuoja deguonimi ir sieros elementu vienu metu“, – teigė tyrimo vadovė Lisa Keller iš Montanos valstijos universiteto.
Tyrimo eiga ir atradimai
Mokslininkai išskyrė mikrobus ir laboratorijoje augino jas aukštoje temperatūroje, naudojant tris pagrindines medžiagas: vandenilio dujas kaip energijos šaltinį, elementinę sierą ir deguonį. Stebint ląstelių chemines reakcijas paaiškėjo, kad fermentai, atsakingi tiek už deguonies naudojimą, tiek už sieros apdorojimą, buvo aktyvūs tuo pačiu metu. Kultūros, kuriose buvo visos trys medžiagos, augo greičiau ir pasiekė didesnį ląstelių skaičių nei kultūros su tik deguonimi arba tik sieros junginiais.
Ši lanksti metabolinė strategija padeda bakterijoms išgyventi karštose, mineralais turtingose versmėse, kur deguonies kiekis nuolat kinta. Tai taip pat suteikia įžvalgų apie senovės Žemės ekologiją – deguonis vandenynuose pasirodė nevienodai, o mikrobiniai organizmai, galėję naudoti minimalų deguonį ir senovinius anaerobinius procesus, turėjo išlikimo pranašumą.
Mokslinės išvados ir reikšmė
Tyrimo rezultatai gali padėti geriau suprasti, kaip gyvybė prisitaikė prie palaipsniui augančio deguonies lygio Žemėje prieš maždaug 2,8 milijardo metų. Be to, jie suteikia naują požiūrį į mikrobinės ekologijos lankstumą ir ekstremalių aplinkų biologinę įvairovę.
Šaltinis: earth.com
Nuotraukos asociatyvinės © Canva.
