Исследование микробиалитов для раскрытия тайн ранней жизни на Земле

Исследование австралийских микроорганизмов помогает лучше понять потенциал жизни в экстремальных условиях, давая важные ключи к разгадке ранней жизни на Земле. Результаты также могут вдохновить на новые решения для улавливания углерода для смягчения изменения климата.

Исследование, проведённое под руководством Университета Монаша, Мельбурнского университета и Университетского колледжа Лондона и опубликованное в The ISME Journal, было посвящено микробиалитам — похожим на скалы структурам, создаваемым сообществами микробов.

Микробиалиты — одни из самых ранних признаков жизни на Земле. Новизна исследования в том, что в этих системах значительная биомасса производилась с использованием источников энергии, альтернативных свету.

«Наше исследование показывает, что эти микробы питаются не только солнечным светом, как большинство растений и водорослей. Мы считаем, что эти экосистемы были местами, где микробы находили новые способы выживания и производства энергии, помогая формировать ход жизни на Земле», — говорит первый автор, доктор Франческо Риччи.

Изучив функции, зашифрованные в геномах более 300 видов микробов, и проведя лабораторные эксперименты, учёные обнаружили, что многие из этих микробов работают вместе высокоэффективным и сложным образом.

«Их командная работа позволяет системе оставаться продуктивной круглосуточно, даже ночью, когда фотосинтез прекращается. Вместо этого они могут использовать энергию из химических веществ в окружающей среде, таких как водород, железо, аммиак и сера, что позволяет им процветать даже в полной темноте», — поясняет соавтор доктор Боб Люн.

Одно из выявленных правил организации таких систем заключается в том, что химическая потенциальная энергия, возникающая в результате диффузионного обмена между соседними микросредами, может стимулировать фиксацию углерода с высокой скоростью, повторно улавливая CO₂, потерянный при дыхании, и максимизируя продуктивность сообщества.

Многие из обнаруженных микробов очень эффективно потребляют мощные парниковые газы, такие как метан и диоксид углерода. Использование этих систем может дать новые микробные решения, например, для поглощения промышленных газообразных отходов.

Микробиалиты обычно возвышаются над поверхностью осадка в виде холмов или их групп. Они делятся на:

• Строматолиты — с внутренней слоистостью.
• Тромболиты — с комковатой или «капустной» структурой.

Живые микробиалиты в основном встречаются в экстремальных условиях: солёных озёрах, морских заливах с ограниченной циркуляцией воды и горячих источниках. В Западной Австралии примеры живых микробиалитов находятся в заливе Хэмелин-Пул (Шарк-Бей), озёрах Клифтон, Тетис и Ричмонд.