Chemosyntéza ako potenciálny zdroj energie sa roky považovala za veľmi zriedkavú. Podľa austrálskych vedcov je však celkom bežná.
Mikróby hlboko v oceánoch získavajú energiu z vodíka. Zdroj: iStockphoto.com
Vedci dodnes verili, že všetky organizmy pod hladinou morí a oceánov prežívajú predovšetkým vďaka slnečným lúčom. Ako sa však ukázalo, niektoré formy života svetlo vôbec nepotrebujú. Namiesto fotosyntézy sa totiž spoliehajú iba na oxidáciu anorganických molekúl, ako je vodík. Tento proces sa nazýva chemosyntéza.
Chemosyntéza ako primárny zdroj energie
O chemosyntéze ako o potenciálnom zdroji energie pre mikróby vedci špekulovali už v 19. storočí. Tézu však nepotvrdili až do sedemdesiatych rokov 20. storočia, kým v hlbokom oceáne v blízkosti hydrotermálnych prieduchov neobjavili rozsiahle ekosystémy.
Získavanie energie oxidáciou anorganických zlúčenín sa považovalo za zriedkavé, typické len pre extrémne biotopy.
Aktuálny výskum vedcov Monashovej univerzity v Austrálii naznačuje, že táto stratégia prežitia sa v moriach a oceánoch vyskytuje veľmi často. Pre neviditeľné morské mikróby ide dokonca o primárny zdroj energie.
„Vodík a oxid uhoľnatý v skutočnosti živili mikróby vo všetkých oblastiach, ktoré sme skúmali, od mestských zátok po tropické ostrovy a dialo sa to aj stovky metrov pod hladinou,“ uviedol Chris Greening, mikrobiológ z Monashovej univerzity. „Niektoré možno nájsť dokonca i pod ľadovcami v Antarktíde,“ dodal.
Molekulárny vodík je na rozdiel od slnečného svetla vhodným zdrojom energie a aspoň v stopových množstvách sa nachádza v širokej škále ekosystémov, v atmosfére i pod vodou.
Baktérie konzumujúce vodík sú aj v pôde
V predchádzajúcich štúdiách Greening s kolegami ukázal, že bakteriálne kultúry konzumujúce vodík sa nachádzajú v rôznych typoch pôd a sú dokonca základom celého potravového reťazca. Teraz vedec so svojím tímom skúmal 14 vzoriek morskej vody Atlantického, Indického, Tichého a Južného oceánu a dokázal prítomnosť baktérií žijúcich z vodíka i v hlbokom oceáne.
Vo všetkých vzorkách okrem jednej našiel mikróby, ktoré mali genetický aparát potrebný na chemosyntézu pomocou vodíka aj na fotosyntézu. Mikróby napokon skúmal aj v laboratóriu a zistil, že rýchlosť chemosyntézy postačuje na udržanie rastu mikróbov a na prežitie celej komunity.
Laboratórne testy teda jednoznačne potvrdili skutočnosť, že vodík je pre baktérie žijúce v morskej vode dôležitým zdrojom energie, najmä pre tie, ktoré žijú v najtemnejších hĺbkach morí a oceánov.
Baktérie využívajú vodík ako palivo iba vtedy, keď je to absolútne nevyhnutné: na jeho oxidáciu totiž potrebujú železo, ktoré sa nachádza vo väčšej miere na dne oceánov. Baktérie žijúce blízko hladiny, kde je železa málo, sa spoliehajú skôr na slnečné žiarenie.
Mohli by mať konkurenčnú výhodu
Morské baktérie, ktoré dokážu získavať energiu striedavo z fotosyntézy a chemosyntézy, by pravdepodobne mohli mať veľkú konkurenčnú výhodu pri osídľovaní rôznych úrovní oceánskeho biotopu. To je zrejme dôvod, prečo sú tieto flexibilné formy života dodnes také hojné. Podľa Greeninga bol vodík v hlbokomorských prieduchoch dokonca prvotným zdrojom energie. „Je neuveriteľné, že o 3,7 miliardy rokov toľko mikróbov v oceánoch tento vysokoenergetický plyn stále používa a my sme to celkom prehliadali,“ užasol vedec.
Štúdiu so svojím tímom publikoval v Nature Microbiology.
Zdroje: Science Alert, EurekAlert!
(af)
