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 2362 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 1935 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 1690 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 8786 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 2162 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 2620 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 1564 0 Научные открытия
-1
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 1374 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 1801 0 Научные открытия
1
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 2292 0 Научные открытия
0
В озере Восток найден таинственный микроорганизм
Пробы воды из озера Восток, расположенного под Восточно-Антарктическим ледяным щитом, содержат бактерию, которая, по-видимому, не относится ни к одной из известных групп. Российские учёные вскрыли озеро Восток в феврале 2012 года, потратив несколько лет на бурение льда толщиной более 3,7 км. Водоём ..
2013-03-11 2052 0 Научные открытия
0
3000 лет без света, тепла и кислорода. В подлёдном озере найдены живые бактерии
Новое открытие американских учёных существенно расширяет рамки, в которых может существовать жизнь. Они обнаружили живые организмы в антарктическом озере Вида, которое на протяжении трёх тысяч лет было полностью изолировано от внешнего мира под двадцатиметровым слоем льда. Невероятно, но бактерии ..
2012-11-28 2421 0 Научные открытия
0
Ученые изучили биологические нанопровода
По данным исследования, информация о котором опубликована в «mBio», онлайн журнале открытого доступа Американского общества микробиологии, во вторник, 12 марта, тонкие бактериальные нанопровода становятся проводящими при наличии определенных аминокислот. Встречающиеся в природе бактерии Geobacter sulfurreducens используют эти нанопровода, называемые ..
2013-03-12 1327 0 Научные открытия
0
Атмосфера Земли в архее напоминала метановое одеяло
Американские геологи смогли доказать, что 2,6 миллиарда лет назад, во время архея - первой геологической эры в истории Земли - атмосфера нашей планеты напоминала метановое "одеяло", которое сегодня покрывает поверхность Титана, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience . Архей ..
2012-03-19 4777 4 Научные открытия
0
Физики открыли удивительное свойство воды
Учёные из Австралии установили, что в некоторых случаях вода может плавать над маслом. Изменение общепринятой точки зрения сулит спасение вод и животных рек, морей и океанов от разливов нефти. Напомним, что обычно масло поднимается к поверхности воды, потому что его плотность (в среднем около ..
2012-04-7 2163 0 Научные открытия
0