Факт: большинству живых организмов на Земле необходим кислород. Обычно для его производства требуется много растений, способных с фотосинтезу — они умеют перерабатывать солнечный свет в кислород. Но не только они могут этим заниматься — недавнее исследование показало, что некоторые глубоководные бактерии способны обходиться без света, вырабатывая при этом кислород.
Ученые обнаружили, что микроб под названием Nitrosopumilus maritimus и несколько его родственников, называемых аммиачно-окисляющими археями (AOA), способны выживать в темной океанической среде, самостоятельно вырабатывая кислород. Для этого они используют биологический процесс, который ранее не наблюдался:
Этих ребят очень много в океанах, где они играют важную роль в азотном цикле. Для этого им необходим кислород, поэтому долгое время оставалось загадкой, почему они также очень многочисленны в водах, где нет кислорода. Мы подумали: неужели они просто болтаются там без всякой функции? Может быть, это своего рода клетки-призраки? — Беате Крафт, микробиолог из Университета Южной Дании.
Команда хотела поближе рассмотреть, что произойдет, когда весь доступный кислород закончится, а солнечного света для производства нового кислорода не будет. Такой же сценарий происходит, когда N. maritimus перемещается из богатых кислородом вод в воды с пониженным содержанием кислорода. Обнаружилось, что микроорганизмы вырабатывали свой собственный кислород для создания нитритов, а побочным продуктом был динитроген — он же обыкновенный азот.
Мы увидели, как они израсходовали весь кислород в воде, а затем, к нашему удивлению, в течение нескольких минут уровень кислорода снова начал расти. Это было очень интересно, — Дон Кэнфилд, геобиолог из Университета Южной Дании.
Всё просто: среда требует от них производства собственного кислорода, следы которого команда обнаружила вместе с побочным продуктом — газообразным азотом. Процесс переработки удаляет биодоступный азот из окружающей среды, и этот факт является новой вехой в понимании круговорота азота, который лежит в основе всех экосистем.
Это открытие может иметь «далеко идущие» последствия, но для них требуется дальнейшее изучение. Вполне возможно, что генератором атмосферы на Луне или Марсе станут именно эти бактерии — тогда заселение колоний будет в разы проще и экономичнее.