Археи могут питаться компонентом фейерверков
Новое исследование из Нидерландов показало, что глубоководный микроорганизм, обитающий в высокотемпературных гидротермальных источниках, может использовать для жизни хлорат- (ClO3-) и перхлорат-анионы (ClO4-). Перхлорат, компонент ракетного топлива и фейерверков, токсичен для большинства организмов.
Впервые продемонстрировано, что архея Archaeoglobus fulgidus, обитающая в глубоководных гидротермальных источниках, способна выживать и расти, восстанавливая хлораты и перхлораты с помощью ферментов (включая молибден-содержащие). Эти соединения не характерны для естественной среды обитания этого микроорганизма.
Гидротермальные источники — результат вулканической активности на дне океана. Это высокотемпературные (60–95 °C), бедные кислородом среды под высоким давлением. A. fulgidus, напоминающая бактерию, является одним из самых распространённых одноклеточных анаэробных микроорганизмов (архей) в таких условиях, а также встречается в наземных горячих источниках.
Ранее способность восстанавливать хлораты и перхлораты была показана у некоторых бактерий. Их метаболизм производит токсичный хлорит, который затем расщепляется на хлорид и кислород. У археи A. fulgidus нет фермента для расщепления хлорита. Вместо этого хлорит устраняется через цепь реакций с соединениями серы, образуя более окисленные молекулы, например, сульфаты. A. fulgidus не производит кислород, который для неё токсичен.
Исследование включало эксперименты по росту культуры A. fulgidus, а также геномный и протеомный анализ. Интерес к метаболизму перхлората связан с его природным и антропогенным происхождением на Земле, а также обнаружением на Марсе (хотя марсианская среда слишком холодна для таких микробов).
Учёные предполагают, что первые организмы на Земле могли быть похожи на A. fulgidus и выживать, восстанавливая хлораты, перхлораты и другие молекулы. Условия на Земле более 2,5 миллиардов лет назад могли быть сходны с нынешней средой обитания этой археи. Такие организмы могли предотвращать накопление перхлоратов в ранней земной среде задолго до появления фотосинтезирующих организмов.
Статья опубликована в журнале Science 5 апреля.