Бактерии на дне морей образуют энергетический "суперорганизм"

Бактерии на дне морей образуют энергетический суперорганизм

Ученые доказали, что бактерии, обитающие в слое отложений на дне морей и океанов, образуют "суперорганизм", благодаря чему оказываются способны передавать друг другу энергию питательных веществ на больше расстояния, и полагают, что это открытие может быть использовано для выработки электроэнергии, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Nature.

Группа ученых под руководством Ларса Питера Нильсена (Lars Peter Nielsen) из Орхусского университета в Дании впервые сумела показать, что бактерии на дне морей и океанов способны передавать друг другу электроэнергию на большие расстояния, за счет чего одни из них, находящиеся в условиях отсутствия кислорода на большой глубине в грунте, поглощают сероводород, тогда как другие, находящиеся на поверхности дна, получают избыточную энергию этого процесса в виде электричества, и отдают ее растворенным в воде молекулам кислорода, завершая тем самым питательный цикл.

Такой процесс выработки энергии бактериями называется окислительно-восстановительной реакцией. В ходе него поглощается сероводород H2S, который с помощью растворенного в воде кислорода О2 окисляется бактериями до воды Н2О и свободной серы S. Энергия этого процесса используется микроорганизмами для переработки питательных веществ.

На морском дне сероводород и кислород распределены неравномерно: сероводород содержится в большом количестве в глубине донных отложений, тогда как кислород присутствует только в находящемся над слоем отложений столбе воды.

Нильсен показал, что это не мешает микроорганизмам на дне моря успешно поглощать сероводород и получать энергию, участвуя в процессе так называемого "электросимбиоза". Сам процесс заключается в том, что находящиеся в глубине грунта бактерии выполняют половину процесса по переработке сероводорода в энергию: эффективно расщепляют сероводород с выделением свободных электронов. Эти свободные электроны затем каким-то образом передаются по цепочке от бактерии к бактерии на поверхность, где с помощью бактерий, с сероводородом даже не контактировавших, оказываются связаны свободным кислородом.

Необходимую энергию для жизни таким образом получают все микроорганизмы, даже те, которые не имеют непосредственного доступа к сероводороду или кислороду.

В своем эксперименте Нильсен и его команда использовали слой донных отложений, поднятый на поверхность со дна бухты города Орхус. Ученые показали, что уменьшение содержания кислорода в воде над слоем донного грунта, как и следовало ожидать, приводило к заметному снижению темпов поглощения бактериями сероводорода. Удивление исследователей вызвал тот факт, что повторное насыщение воды кислородом приводило к гораздо более быстрому началу повторного поглощения сероводорода бактериями, чем следовало ожидать: организмы начинали употреблять сероводород, не дожидаясь того момента, когда он просочится сквозь поры в нижние слои грунта в ходе медленного процесса диффузии.

Это, по мнению ученых, и указывает на тот факт, что бактерии "распределяют обязанности" по поглощению сероводорода, его разложению, передаче электроэнергии на большое расстояние (несколько сантиметров донного грунта, что примерно в 20 тысяч раз превышает размеры самих бактерий) и взаимодействию с кислородом.

Авторы статьи полагают, что наблюдаемая передача энергии между бактериями происходит с использованием ими специальных нанометровых "проводов" - белковых выростов на поверхности их оболочек, способных передавать электричество. Впрочем, доказать наличие таких "проводов" и есть задача последующих исследовательских работ.

Нильсен полагает, что обнаруженный процесс выработки бактериями электрического тока в грунте донных отложений можно использовать для питания морских буев или для переработки вредных морских выбросов, например, нефтепродуктов.

"Нам нужно еще очень многое понять в этом процессе. Нам необходимо узнать, как построена эта система взаимодействия бактерий на расстоянии", - подытожил Нильсен, слова которого приводит интернет-издание Nature News."

Источник: mobilochko.ru

Похожие новости:
Ученые: бактерии способны изменять клетки человека
Учеными впервые показано, что бактерии способны перепрограммировать клетки, превращая их в подобие подвижных стволовых клеток, используемых для проникновения в мышечную и нервную систему организма. Эксперимент проводился на мышах. В ходе исследования ученые внедрили бактерии в глиальные клетки мозга, которые ..
2013-01-21 1995 0 Научные открытия
0
В антарктическом озере Восток нашли бактерии, не известные науке
Исследование образцов воды, полученных в мае 2012 года из антарктического озера Восток, показало, что в нем обитают бактерии, которые нельзя отнести ни к одному из известных подцарств бактерий. Об этом сообщил сотрудник лаборатории генетики эукариот Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ) ..
2013-03-8 1632 0 Научные открытия
0
Бактерии помогут получить биотопливо из электричества
Учёные разработали технику, которая позволит «обмануть» бактерию, окисляющую железо. Специалисты доделали работу, начатую в ходе Первой Мировой войны химиком Хаимом Вейцманом. Новую технологию взялся испытывать концерн British Petroleum. Группа ученых Калифорнийского университета ..
2013-01-30 1413 0 Научные открытия
0
Раскрыт механизм эволюции смертельно опасных бактерий
Ученые из Института Броуда и Гарвардского университета выявили мутации, которые способствуют появлению супербактерий — микроорганизмов, устойчивых к различным антибиотикам и вызывающих неизлечимые заболевания. Статья исследователей опубликована в журнале eLife.Изменения в ДНК могут привести к развитию резистентности к антибактериальным препаратам. Например, ..
2017-02-27 8333 0 Научные открытия
0
Муравьи построили гигантский подземный город
Сложный подземный город муравьев, некогда заселенный миллионами насекомых, был обнаружен командой ученых в Бразилии. Этот мегаполис-лабиринт очень похож на человеческий: также имеет шоссе, дороги, тоннели, поля и сады, пишет dailymail.co.uk. Здесь когда-то размещалась одна из крупнейших ..
2012-02-5 1763 0 Научные открытия
0
В коре Земли под толщей океана найдена жизнь
Гидробиологи из США впервые обнаружили в водоносном слое земной коры под океаном живые организмы. Исследование авторов опубликовано в журнале Scientific Reports, а кратко о нем сообщается на сайте Морской биологической лаборатории при Чикагском университете (США).Ученые обнаружили активное микробное сообщество в районе ..
2016-04-08 2221 0 Научные открытия
3
Микробиологи обнаружили у вирусов иммунную систему
Совсем недавно журнал Nature сообщил, что микробиологи из США  нашли у одного из вирусов аналог иммунной системы. Вирус имеет белок, который подавляет защиту бактерий, заражаемых этим вирусом. Как пояснили ученые,  этот участок является своеобразной иммунной ..
2013-03-2 1253 0 Научные открытия
-1
БАК поможет найти ученым новую форму материи
Большой адронный коллайдер (БАК, Large Hadron Collider - LHC) уже сыграл важную роль в открытии так называемой Божественной частицы, и теперь самый большой в мире коллайдер частиц, возможно, поможет ученым обнаружить новую форму материи, известную как тетракварк. Согласно ..
2014-04-14 1809 0 Научные открытия
0
Бактерии умеют общаться на ощупь
Бактерии, похоже, умеют общаться "на ощупь". К такому неожиданному выводу пришли исследователи из университета Калифорнии в Санта- Барбаре, изучавшие поведение уропатогенных кишечных палочек. Учёные во главе с Кристофером Чейзом (Christopher Hayes) предполагают даже, что контакт может быть ..
2012-03-6 1095 0 Научные открытия
0
Обнаружена загадочная форма вещества
Физики Университета штата Мэриленд обнаружили экзотический сверхпроводник YPtBi, внутри которого электроны, взаимодействуя друг с другом, образуют квазичастицы с высоким спином. Об этом сообщается в журнале Science Advances.Ученые проанализировали электронную структуру материала, изготовленного из иттрия, платины ..
2018-04-10 6487 0 Научные открытия
0
NASA осуществило запуск магнитной лаборатории
Космическое ведомство США вывело на околоземную орбиту лабораторию, которая будет изучать магнитные поля. Благодаря миссии Magnetospheric Multiscale (MMS) ученые больше узнают о магнитном пересоединении. Про запуск представители ведомства рассказали в своем Twitter. Ракета Atlas 5 стартовала ..
2015-03-17 1493 0 Научные открытия
0
Ученые верят в осмотическую электроэнергию
Ученые из Йельского университета придумали, как максимально увеличить энергетический потенциал рек, впадающих в море за счет осмотического эффекта. По их расчетам, использование всего 10% общемирового сброса речных потоков в океан, позволит вырабатывать на осмотических ЭС 1,37 трлн. кВт/ч в год. Американские ..
2012-04-26 1498 0 Научные открытия
1
Коллаборация OPERA в пятый раз обнаружила тау-нейтрино
Коллаборация Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus (OPERA) с достоверностью пять сигм в пятый раз обнаружила тау-нейтрино в пучке мюонных нейтрино. Об этом сообщается на сайте ЦЕРНа. Эксперимент OPERA призван доказать существование нейтринных осцилляций: превращений трех типов (электронного, ..
2015-06-17 6212 0 Научные открытия
0
Ученые изобрели водонепроницаемую магнитную нанобумагу
Ученые из Итальянского технологического института в Генуе рассказали о разработанном ими технологическом процессе, позволяющем производить водонепроницаемую антибактериальную магнитную бумагу, у которой сохраняются базовые свойства этого материала. На ее поверхности все так же можно печатать и писать, делать из нее кораблики и перерабатывать для дальнейшего использования.В ..
2012-04-16 1178 0 Научные открытия
0
Ученые составили атлас мозга
Необычную карту создали американские ученые. Вместо морей и океанов на ней детально изображен человеческий мозг. С помощью этого атласа, как надеются исследователи, удастся разгадать тайны человеческого разума, пишет The Daily Mail. Атлас был разработан Алленовским институтом исследований головного ..
2012-09-25 1849 0 Научные открытия
0