|
Жизнь в дыму подводных вулканов
|
|
|
|
Глубоко в океане на границах тектонических плит горячие жидкости поднимаются из гидротермальных источников. Жидкости лишены кислорода и содержат большое количество металлов, таких как железо, марганец или медь. Некоторые могут также переносить сульфиды, метан и водород. Когда горячая вода смешивается с холодной и насыщенной кислородом окружающей морской водой, образуются гидротермальные шлейфы, содержащие дымообразные частицы сульфида металла. Эти шлейфы поднимаются на сотни метров от морского дна и рассеиваются за тысячи километров от источника. Гидротермальные шлейфы могут показаться ненадежным местом, чтобы почувствовать себя как дома. Однако это не мешает некоторым бактериям процветать именно там, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature Microbiology.
|
|
|
|
«Мы подробно изучили бактерии рода Sulfurimonas», — говорит первый автор Массимилиано Молари из Института морской микробиологии им. Макса Планка в Бремене, Германия. До сих пор было известно, что эти бактерии растут только в среде с низким содержанием кислорода, но последовательности генов иногда также обнаруживались в гидротермальных шлейфах. Как следует из их названия, известно, что они используют энергию сульфидов. «Предполагалось, что они были смыты туда из среды, связанной с жерлами на морском дне. Но мы задались вопросом, могут ли шлейфы действительно быть подходящей средой для некоторых членов группы Sulfurimonas». Таким образом, вместе с коллегами из Института Альфреда Вегенера, Центра полярных и морских исследований Гельмгольца в Бремерхафене (AWI) и Центра морских наук об окружающей среде MARUM Бременского университета Молари предпринял сложную поездку для отбора проб гидротермальных шлейфов в Центральной Арктике и на юге. Атлантический океан.
|
|
|
«Мы отбирали пробы плюмов в крайне удаленных районах сверхмедленных спрединговых хребтов, которые никогда ранее не изучались. Сбор проб гидротермальных плюмов очень сложен, так как их нелегко обнаружить. Отбор проб становится еще более трудным, когда плюм находится на глубинах более 2500 метров. метров и ниже арктического морского льда или в штормовых зонах Южного океана», — объясняет Антье Боэтиус, руководитель группы в Институте морской микробиологии им. Макса Планка и директор AWI, который был главным научным сотрудником арктических миссий. На борту научно-исследовательского судна «Поларштерн» ученым удалось собрать пробы и в этой воде изучить состав и метаболизм бактерий.
|
|
|
|
Молари и его коллеги идентифицировали новый вид Sulfurimonas под названием USulfurimonas pluma (верхний индекс «U» означает «некультивируемый»), населяющий холодные, насыщенные кислородом гидротермальные шлейфы. Удивительно, но этот микроорганизм использовал в качестве источника энергии водород из шлейфа, а не сульфид. Ученые также исследовали геном микробов и обнаружили, что он сильно редуцирован, в нем отсутствуют гены, типичные для их родственников, но он хорошо оснащен другими, чтобы позволить им расти в этой динамичной среде.
|
|
|
|
«Мы считаем, что гидротермальный шлейф не только рассеивает микроорганизмы из гидротермальных жерл, но также может экологически связывать открытый океан с местами обитания на морском дне. Наш филогенетический анализ предполагает, что USulfurimonas pluma могла произойти от предка, связанного с гидротермальными жерлами, который приобрел более высокие толерантность к кислороду, а затем распространилась по океанам. Однако это еще предстоит изучить», — говорит Молари.
|
|
|
|
Анализ данных генома других шлейфов показал, что USulfurimonas pluma растет в этих средах по всему миру. «Очевидно, что они нашли экологическую нишу в холодных, насыщенных кислородом и богатых водородом гидротермальных шлейфах», — говорит Молари. «Это означает, что мы должны переосмыслить наши идеи об экологической роли Sulfurimonas в глубоком океане — они могут быть гораздо важнее, чем мы думали раньше».
|
|
|
|
Источник
|
