Nie tylko fotosynteza. Naukowcy odkryli mikroby, które produkują tlen zupełnie inaczej
To nie drzewa, a oceany są najważniejszym źródłem tlenu na Ziemi. Naukowcy szacują, że 50-80 proc. życiodajnego gazu w naszej atmosferze jest produktem przemiany materii mikrobów żyjących w morskiej wodzie. Najnowsze badanie pokazuje jednak, że źródła tlenu mogą być zupełnie zaskakujące.
Przytłaczająca większość tlenu na Ziemi trafia do atmosfery dzięki procesowi fotosyntezy: rośliny produkują na swoje potrzeby energię i budulec, przetwarzając wodę, dwutlenek węgla i inne substancje odżywcze przy pomocy energii ze Słońca. Tlen jest produktem ubocznym tej aktywności.
Teraz jednak naukowcy odkryli, że drobnoustroje mieszkające w najciemniejszych obszarach oceanu, w których fotosynteza po prostu nie jest możliwa, także wytwarzają tlen. I robią to w zupełnie inny sposób.
Jak mieszkańcy oceanów wytwarzają tlen?
Odkrycia dokonali badacze z Uniwersytetu Południowej Danii pod kierownictwem Dona Canfielda, którzy w laboratorium przyglądali się drobnoustrojom potrafiącym przeżyć w najtrudniejszych środowiskach w oceanie: ciemnych, zimnych głębinach o niskiej zawartości tlenu.
- Chcieliśmy sprawdzić, w jak niskich stężeniach tlenu mikroorganizmy mogą nadal żyć - mówi Canfield magazynowi New Scientist.
Jednym z badanych organizmów był archeon Nitrosopumilus maritimus. Archeony to bardzo małe i proste mikroorganizmy zamieszkujące często ekstremalne środowiska, które nie są jednak zaliczane do właściwych bakterii.
Nitrosopumilus maritimus wykorzystuje w swoim metabolizmie proces utleniania amoniaku do produkcji azotu. Wytwarzanie azotu wymaga tlenu. Dopóki mikroorganizm mieszka w wodzie bogatej w tlen, nie ma problemu. Maritimus mieszka jednak także w wodach niemal tlenu pozbawionych. Pojawia się więc oczywiste pytanie: skąd bierze pierwiastek, który jest mu niezbędny do życia tak jak nam? - Nikt nie miał pojęcia, dlaczego tam był - mówi Canfield.
Aby to sprawdzić, naukowcy zamknęli kultury archeonów w hermetycznych, trzymanych w ciemności pojemnikach. Następnie sztucznie obniżyli w nich poziom tlenu. I tu stało się coś niezwykłego. Najpierw, zgodnie z przewidywaniami, archeony zużyly cały pozostały w zbiorniku tlen. A potem... jego poziom zaczął ponownie rosnąć.
Fotosynteza nie jest jedyna. Nowy mechanizm produkcji tlenu
Naukowcy twierdzą, że mikroby wykorzystują nieznany dotąd mechanizm biologiczny do wytwarzania tlenu bez fotosyntezy. Co prawda znane są trzy inne sposoby wytwarzania przez żywe istoty tlenu bez dostępu do światła, ale żaden z nich nie przebiega tak, jak ten, którego używa niewielki mikrob. Produktem jego metabolizmu jest nie tylko tlen, ale i tlenek azotu - połączenie niespotykane u żadnego innego znanego stworzenia.
- To otwiera możliwość, że w oceanach funkcjonuje zupełnie nowy metabolizm, o którym dotąd nie wiedzieliśmy - mówi Canfield. A jako że archeony są bardzo powszechne w oceanach, ten mechanizm może być stosowany o wiele szerzej, niż się nam wydawało.
- Archeony utleniające amoniak są jednymi z najliczniejszych żywych organizmów na Ziemi - mówi Laura Lehtovirta-Morley z University of East Anglia w Wielkiej Brytanii. - Od ponad dekady wiemy, że odgrywają kluczową rolę w utlenianiu amoniaku, ale ich zdolność do wytwarzania tlenu jest zaskakująca i bardzo ekscytująca.
Czytaj także: Siedem rzeczy, których na Ziemi może zabraknąć
