Českí vedci zistili, že fungujú v rozdielnom letnom a zimnom režime.
Jazero Gossenköllesee. Zdroj: Univerzita v Innsbrucku
Českí vedci zistili, že baktérie v alpskom jazere Gossenköllesee majú unikátnu vlastnosť – dokážu prepínať svoj metabolizmus podľa intenzity svetla a ročného obdobia na zložitejší alebo jednoduchší režim, a získavať tak energiu zo slnka.
Dva rôzne systémy generovania energie
Tím českých vedcov z Mikrobiologického ústavu Akadémie vied Českej republiky (AV ČR) Centra Algatech v Třeboni a ich rakúski kolegovia z Univerzity v Innsbrucku opísali, že nedávno objavená baktéria Sphingomonas glacialis je schopná získavať energiu zo svetla až dvoma spôsobmi.
Počas zimy a nedostatku svetla čerpá Sphingomonas glacialis energiu pomocou baktériochlorofylu, teda pigmentu podobného tomu, aký majú sinice, riasy a vyššie rastliny. Na rozdiel od nich sa ale na konci bakteriálnej fotosyntézy nevytvára kyslík a nefixuje sa vo významnom množstve oxid uhličitý. Baktérie využívajú tiež svetlá iných vlnových dĺžok.
Od novembra do júna je jazero Gossenköllesee v Tirolských Alpách v nadmorskej výške 2417 metrov zahalené snehom a ľadom, o dostatku svetla sa teda dá hovoriť len ťažko. Počas krátkej letnej sezóny, keď ho je, naopak, dostatok, sa baktérie „prepnú” na jednoduchší xanthorodopsin, tvorený iba retinalom a karotenoidom, ktoré sú na túto bielkovinu naviazané. Uvedený systém je v priebehu letného obdobia, teda pri intenzívnom slnečnom žiarení, výhodnejší.
„Môžeme si to predstaviť tak, že baktérie fungujú v letnom a zimnom režime. Keď je svetla dostatok, stačí jednoduchý systém, keď je ho málo, zapínajú zložitejší a zároveň výkonnejší systém. Oba vedú k tomu, že majú dostatok energie pre život v prostredí s nedostatkom živín,“ vysvetľuje Karel Kopejtka z Mikrobiologického ústavu AV ČR.
Baktéria Sphingomonas glacialis. Zdroj: AV ČR
Unikátna adaptácia na nehostinné prostredie
Vedcom z Třebone nestačilo vidieť bunky len pod mikroskopom. Bližšími genetickými analýzami zistili, že baktérie majú v sebe prítomné gény pre oba systémy. To, že sú ale oba funkčné, preukázala až takzvaná transientná absorpčná spektroskopia. „Táto veľmi citlivá optická metóda zaznamenáva rýchle zmeny v absorpcii študovaných systémov vyvolané niekoľko milióntin sekundy dlhými zábleskami,“ popisuje metódu vedúci výskumného tímu Michal Koblížek.
Objav dvoch systémov získavania energie zo svetla, ktoré vedľa seba existujú v jednej bunke, svedčí o unikátnej adaptácii na prostredie. Oblasť jazera Gossenköllesee je pomerne nehostinné prostredie s minimom živín a zanedbateľným vplyvom človeka. Práve preto ju už od roku 1933 sústavne navštevujú vedci z univerzity v rakúskom Innsbrucku, ktorí tu študujú schopnosť organizmov prispôsobiť sa extrémnemu prostrediu vysokohorských jazier. Jazero je tiež jedným z významných miest, kde sa pozorujú dlhodobé dopady ľudskej činnosti a globálne zmeny klímy.
Baktérie Sphingomonas patria do prastarej skupiny takzvaných aeróbnych anoxygénnych fototrofných baktérií. „Tieto baktérie predstavujú určitý vývojový medzistupeň medzi anaeróbnymi fotosyntetickými baktériami a sinicami. V priebehu evolúcie sa prispôsobili zvyšujúcej sa koncentrácii kyslíka v atmosfére a dnes ho pre svoj život potrebujú,“ dodáva Karel Kopejtka.
Zdroj: TS AV ČR
(JM)
