Когда Джаред Лидбеттер, профессор микробиологии окружающей среды из Калифорнийского технологического института, вернулся после нескольких месяцев рабочей командировки к себе в лабораторию, он обнаружил нечто необычное.
Небольшое количество карбоната марганца (MnCO3), которое он оставил в стеклянной раковине, поменяло кремовый цвет на черный. Что-то забрало у молекул часть электронов, догадался ученый.
«Я подумал, что случилось?», — вспоминал профессор. Черная субстанция оказалась зернами оксида марганца, который образуется, когда ионы марганца теряют электроны, то есть происходит реакция окисления. Однако что-то должно было стать причиной такой реакции, рассудил исследователь.
«Я стал задумываться, не виноваты ли в этом микробы, которых давно ищут, и поэтому мы начали систематически проводить эксперименты, чтобы это выяснить», — пояснил ученый.
Это были бактерии Nitrospirae, имеющие крестообразную форму, и betaproteobacterium, имеющие форму палочек. Ученым известно, что подобные бактерии присутствую в грунтовых водах. «Мы изолировали betaproteobacterium из разрушенных оксидов, как отдельные колонии... Однако этот вид не окисляет карбонат марганца (MnCO3) в одиночку. Или его окисляет Nitropirae, или они работают вместе», — сообщили ученые в исследовании.
Бактерии оказались способны, используя электроны марганца, превращать CO2 в углерод для строительства клетки, подобно тому, как растения используют солнечный свет, превращая углекислый газ и воду в сахара и кислород при помощи фотосинтеза.
Описанный процесс носит название хемосинтеза, при участии марганца он наблюдается у бактерий впервые.
«Это первый случай обнаружения бактерий, которые используют марганец в качестве источника топлива», — пояснил Лидбеттер, добавив, что их существование было предсказано более века назад.
