Научни статии за търсещите знания.

необичаен

Хората оцеляват чрез дишане на кислород и отделяне на въглероден диоксид, докато растенията оцеляват чрез приемане на въглероден диоксид и освобождаване на кислород. Замисляли ли сте се обаче, че нещо може да живее от съвсем различна химическа реакция? Изследователите току-що откриха вид бактерии в Черно море (близо до Източна Европа), които оцеляват при липса на кислород, като вместо това приемат сяра и манган.

Микроорганизмите са микроскопични форми на живот, като бактерии. Те могат да живеят в голямо разнообразие от условия, като изключително горещи или студени температури, много киселинни басейни и среда без кислород. Учените отдавна теоретизират, че един микроорганизъм може да оцелее, като използва сулфид и метален манган, въпреки че никой не е успял да го докаже. Това обаче току-що се промени въз основа на ново откритие от Черно море.

Черно море има множество слоеве в себе си с различни свойства. Най-горният слой вода е в контакт с въздуха, така че е изпълнен с разтворен кислород. Долният слой е близо до източник на сяра и по този начин е изпълнен с разтворено сярно съединение, наречено сулфид. Между тях има слой, в който липсват както сулфид, така и кислород. Този слой съдържа малки частици от минерал, наречен манганов оксид, който има химичната формула MnO2. Въпреки че условията в този слой може да не изглеждат благоприятни за живите организми, тук е намерен живот.

Изследователите взеха проба от вода близо до границата на този слой и долния сулфиден слой, където присъстваше сулфид, но кислород не. Те го затвориха в херметична бутилка, пълна с MnO2, и му дадоха дневни дози сероводород (H2S), която е формата на сяра, намираща се в тази вода. Те също се опитаха да използват друга форма на сяра, наречена тиосулфат (S2O3 2-), тъй като тя е нетоксична и по-лесна за работа.

Резултатът е растежът на нов вид бактерии: Sulphurimonas marinigri . Този микроорганизъм е автотроф, което означава, че получава въглерод (храна) от въглероден диоксид във въздуха. Това е донякъде като растения, които също получават храната си от въздуха, но за разлика от хората, които трябва да ядат други растения и животни, за да оцелеят.

Изследователите извършиха и допълнителни експерименти. Те откриха, че непрекъснатото добавяне на сероводород вместо тиосулфат води до по-нататъшен растеж. Организмът не може да използва желязо за растеж, въпреки че желязото е често срещано в Черно море.

Използвайки тази информация, изследователите събраха следната реакция, за да обяснят как организмът оцелява.

манганов оксид + тиосулфат + водороден йон → разтворен манган + сулфат + вода

Или написано като балансирано уравнение (помните ли това от урока по химия?):

Лявата страна показва какво организмът поема, за да произведе енергията, необходима за живот, а дясната страна показва какво произвежда в резултат. Този процес е много подобен на начина, по който дишаме кислород и издишваме въглероден диоксид.

Докато расте върху тази реакция, Sulphurimonas marinigri произвежда необичайна форма на минерала калциев карбонат, който съдържа манган. Химичната формула на този минерал е Mn (Ca) CO3 и се намира в Черно море. Авторите също така съобщават, че други видове Сулфуримонас могат да бъдат открити в близост до хидротермални отвори и в морски утайки, където те могат да създадат подобни манганови карбонатни минерали.

И така, какво е толкова важно за този нов микроб? Тези констатации правят Sulphurimonas marinigri първият организъм, който открихме, че живее чрез използване на сулфид и манганов оксид и по-нататък доказва, че животът може да съществува с помощта на енергийни източници, които не са били известни преди.

Информация за проучване

Изследване, публикувано на: 18 юни 2019 г.

Автор (и) на изследването: Ян В. Хенкел, Олаф Делвиг, Фолк Полне, Даниел П. Р. Херлеман, Томас Лайпе и Хайде Н. Шулц-Фогт

Проучването е направено в: Институт за изследване на Балтийско море (Германия)

Проучването е финансирано от:

Наличност на сурови данни:

Кредит за представено изображение: Снимки на Creative Commons