Микробы, обитающие в океане, могут производить кислород без солнечного света

Ученые из Университета Южной Дании выяснили, что микробы Nitrosopumilus maritimus и некоторые родственные виды могут выживать в темных, бедных кислородом средах, вырабатывая кислород самостоятельно.

Делают они это, используя биологический процесс, не известный ранее, сообщает Science alert.

Большинству живых существ на Земле требуется кислород, для его производства, как правило, нужен солнечный свет. Но эти микробы нарушают правило. Ранее учёные уже знали, что эти микробы могут выживать в бедных кислородом средах, но оставалось непонятным, как они выживают. Так что авторы работы решили провести новое исследование.

В ходе эксперимента ученые изъяли микробов из природной среды и переместили в лабораторию. Они хотели выяснить, что произойдет, когда весь доступный кислород исчезнет, ​​а солнечного света, необходимого для его производства, не будет. Это аналогично тому, что происходит, когда N. maritimus перемещаются из богатых кислородом сред в обедненные кислородом.

Случилось что-нибудь неожиданное: микроорганизмы самостоятельно выработали кислород с образованием нитритов с газообразным азотом как побочный продукт. Исследователи отмечают, что увидели, как бактерии использовали весь кислород в воде, но затем его концентрация снова начала расти.

Пока ученые не знают, как микробы это делают. Кроме того, количество производимого кислорода достаточно невелико, его достаточно только для выживания микроорганизмов. Но, похоже, процесс отличается от известных способов производства кислорода в средах без солнечного света.

На то, что бактерии используют неизвестный механизм, указывает на то, что производство кислорода N. maritimus связано с производством газообразного азота. Микробы каким-то образом превращают аммиак (NH3) в нитрит (NO2-) – процесс, используемый ими для получения энергии – в обедненной кислородом среде. Это требует производства их собственного кислорода, следы чего и удалось обнаружить ученым.

В ходе этого процесса бактерии используют свободный азот из окружающей среды, что явилось новой гранью азотного цикла, существующего в экосистеме. Исследователи отмечают, что это требует дополнительного изучения.

«Если такой образ жизни распространен в океанах, это, безусловно, заставляет нас переосмыслить наше сегодняшнее понимание морского азотного цикла. Следующий шаг – исследовать явление, которое мы наблюдали в наших лабораторных культурах в обедненных кислородом водах в разных точках океана во всем мире», – заявила ведущий автор исследования Беата Крафт.