Археи — основа пищевой цепи в глубоководных осадках
В бедных питательными веществами глубоководных осадках микроорганизмы из домена Archaea на протяжении миллионов лет превосходят по численности бактерий. Эффективная утилизация мёртвых клеток делает их основными продуцентами в пищевой цепи.
Исследователи под руководством профессора Уильяма Орси из LMU в Мюнхене, совместно с американскими коллегами из Deep Life Community, обнаружили, что археи не только выживают в осадках под дном открытого океана, но и справляются с суровыми условиями поддонной биосферы лучше бактерий. Результаты опубликованы в Science Advances.
Среда обитания: кислородные глубоководные осадки
В отличие от богатых органикой осадков у континентальных окраин, в открытом океане основным источником питательных веществ на дне являются медленно опускающиеся останки мёртвых организмов. Это сохраняет кислород в осадках. Модели показывают, что от 10 до 40% таких осадков, от дна до коры, содержат кислород.
Ключевое открытие
Учёные проанализировали ДНК из керна возрастом до 15 миллионов лет, взятого в Саргассовом море на глубине около 5500 м. Они с удивлением обнаружили, что в образцах доминируют археи, в частности, окисляющие аммиак Thaumarchaea.
Секрет успеха Thaumarchaea
Эта группа архей обладает высокоэффективной метаболической системой для выживания в низкоэнергетической среде:
- Они используют фрагменты белков из мёртвых клеток для построения собственных структурных и метаболических компонентов.
- Аммиак, образующийся при деградации белков, служит основой для химического цикла, обеспечивающего их энергией.
По словам Стивена Д'Ондта, руководителя экспедиции, именно эта уникальная способность в сочетании с эффективной системой фиксации углерода объясняет доминирование Thaumarchaea.
Значение для экосистемы
Полученные данные свидетельствуют, что в кислородсодержащих глубоководных осадках Thaumarchaea превращают неорганический углерод в биомассу, выступая базовым уровнем пищевой цепи. Этот процесс длится на протяжении по крайней мере 15 миллионов лет.
«В этой экосистеме они превосходят бактерии на протяжении многих миллионов лет, — заключает Уильям Орси, — и это может быть справедливо и для других экологических ниш под морским дном».