Животно-дишащ живот, открит в Тихия океан

Изследователите фиксират линията на инструмент, който изпомпва големи обеми морска вода, за да извлече ДНК. Инструментът вляво измерва свойства като температура, соленост и дълбочина и събира по-малки проби от морска вода. Изображение чрез Океанографската институция Noelle Held / Woods Hole.

Арсенът е смъртоносна отрова за повечето живи същества, но нови изследвания са открили микроорганизми в ниско кислороден район на Тихия океан, които дишат арсен.

Професорът по океанография във Вашингтон Габриел Рокап е съавтор на проучването, публикувано на 29 април 2019 г. в рецензираното списание Proceedings of the National Academy of Sciences . Рокап каза в изявление:

We ve известно от много време, че в океана има много ниски нива на арсен. Но идеята, че организмите биха могли да използват арсен, за да си изкарват прехраната - it sa изцяло нов метаболизъм за открития океан.

Екипът анализира проби, събрани по време на изследователски круиз през 2012 г. до тропическия Тихи океан, край бреговете на Мексико. Пробите от морска вода са дошли от регион под повърхността, където почти липсва кислород. Рокап каза:

В някои части на океана има са сандвич с вода, където няма измерим кислород. Микробите в тези региони трябва да използват други елементи, които действат като акцептор на електрон за извличане на енергия от храната.

Пурпурен арсенов атом, заобиколен от четири кислородни атома, е арсенат (отляво). Арсенов атом, заобиколен от три кислородни атома, е арсенит (вдясно). Проучването откри доказателства за морски организми, които могат да преобразуват един в друг, за да получат енергия в недостиг на кислород. Изображение чрез Wikimedia.

Генетичните анализи на ДНК, извлечени от морската вода, откриха два генетични пътя, за които е известно, че преобразуват молекули на базата на арсен като начин за получаване на енергия.

Според изследователите откритите във водата микроби вероятно са свързани отдалечено с дишащите арсен микроби, открити в горещи извори или замърсени места на сушата.

Калифорнийското езеро Моно е естествено с високо съдържание на арсен и е известно, че е домакин на микроби, които оцеляват при дишането на арсен. Организмите, които живеят в морската среда, вероятно са свързани с тези на сушата. Изображение чрез Pixabay

Биолозите смятат, че стратегията за използване на арсен за дишане е задръжка от ранната история на Земята. През периода, когато на Земята е възникнал живот, кислородът е бил оскъден както във въздуха, така и в океана. Кислородът се изобилства в земната атмосфера едва след като фотосинтезата стана широко разпространена и преобразува въглероден диоксид в кислород. Ранните форми на живот трябваше да печелят енергия, използвайки други елементи, като арсен, който вероятно беше по-често срещан в океаните по това време.

Джаклин Сондърс, докторантура в Океанографската институция „Уудс Хоул“, е първият автор на изследването. Тя каза:

Открихме генетичните подписи на пътища, които все още са там, останки от отминалия океан, които са се поддържали до днес.

Популациите, дишащи арсен, могат да нараснат отново при климатични промени. Предвижда се регионите с ниско съдържание на кислород да се разширят, а разтворен кислород се очаква да спадне в цялата морска среда. Рокап каза:

За мен това просто показва колко е още там в океана, който не знаем.

Долен ред: Изследователите са открили микроорганизми, които дишат арсен.

Източник: Пълен дихателен цикъл на базата на арсен в морските микробиални общности на пелагични зони с недостиг на кислород

Чрез Университета на Вашингтон