Новая бактерия образует внутриклеточные минералы

Обнаружен новый вид фотосинтезирующей бактерии, способной контролировать образование минералов (карбонатов кальция, магния, бария и стронция) внутри собственного организма. Исследование французских учёных, опубликованное в Science 27 апреля 2012 года, раскрывает существование нового типа биоминерализации, механизм которой пока неизвестен. Это открытие имеет важные последствия для интерпретации древней летописи окаменелостей.

Цианобактерии давно привлекают внимание учёных. Способные к фотосинтезу, эти микроорганизмы сыграли важную роль в истории Земли, в частности, способствуя оксигенации атмосферы. Некоторые цианобактерии способны формировать карбонат кальция вне своей клетки, особенно те, что ассоциированы со строматолитами — карбонатными породами возрастом около 3,5 миллиардов лет, которые являются одними из древнейших следов жизни на Земле. Следовательно, окаменелые цианобактерии должны присутствовать в таких образованиях. Однако первые ископаемые цианобактерии датируются лишь 700 миллионами лет назад, что значительно позже начала роста уровня кислорода в атмосфере Земли около 2,3 миллиардов лет назад.

Французская команда, возможно, нашла причину этого длительного временного разрыва. В строматолитах, собранных в кратерном озере в Мексике и культивированных в лаборатории, учёные обнаружили новый вид цианобактерии, названный Candidatus Gloeomargarita lithophora. Этот микроорганизм происходит от линии, которая рано отделилась от других цианобактерий. Благодаря пока неизвестному механизму биоминерализации эта цианобактерия формирует внутриклеточные наночастицы карбоната кальция размером около 270 нанометров. Хотя некоторые цианобактерии были известны способностью к образованию внеклеточного карбоната кальция в строматолитах, его формирование внутри клетки ранее никогда не наблюдалось. Ещё одной отличительной чертой нового вида является способность накапливать стронций и барий и включать их в карбонат.

Это открытие значимо для интерпретации древней летописи окаменелостей. Если цианобактерии, связанные со строматолитами, формировали карбонаты внутри своих клеток, а не снаружи, они не могли сохраниться в палеонтологической летописи. Это объясняет временной разрыв между их появлением (по меньшей мере 2,3 миллиарда лет назад) и обнаружением древнейших окаменелостей (700 миллионов лет назад). Следующий шаг — выяснить, почему и как эта цианобактерия производит карбонат кальция.