Люди живут, вдыхая кислород и высвобождая углекислый газ, растения, в свою очередь, наоборот поглощают углекислый газ и высвобождая кислород. Однако, на Земле есть организмы, живущие по совсем другим правилам и используют совсем другие другие химические реакции? Исследователи обнаружили тип бактерий в Черном море, которые выживают при полном отсутствии кислорода, заменяя его серой и марганцем.
Бактерии, невероятно живучие микроорганизмы, способные переносить самые экстремальные условия. Они могут переносить без вреда для себя чрезвычайно высокие или низкие температуры, очень кислые среды и как выяснилось, бескислородные тоже. Ученые давно предполагали, что бактерии могут выжить, используя сульфид и металлический марганец, хотя доказать это не могли. Однако это только что изменилось, когда обнаружили такую жизнь в Черном море.
Черное море многослойное и каждый уровень имеет разные свойства. Верхний слой воды находится в контакте с воздухом, поэтому он заполняется растворенным кислородом. Нижний слой находится рядом с источником серы и, таким образом, заполнен растворенным соединением серы, называемым сульфидом. Между ними есть слой, в котором мало и сульфида, и кислорода. Этот слой содержит мелкие частицы минерала, называемого оксидом марганца, который имеет химическую формулу MnO2. Хотя условия в этом слое могут показаться неблагоприятными для живых организмов, здесь была обнаружена жизнь.
Исследователи взяли образец воды вблизи границы этого слоя и нижнего сульфидного слоя, где присутствовал сульфид, а кислорода нет. Они запечатали его в герметичную бутылку, полную MnO2 и добавляли туда сероводород, в том виде, в котором он находится в Черном море. Они также пытались использовать другую форму серы, называемую тиосульфатом, потому что он нетоксичен и с ним легче работать.
Результатом стал рост бактерий вида Sulfurimonas marinigri. Этот микроорганизм является автотрофом, то есть синтезирует органические вещества из неорганически. Это чем-то похоже на растения.
Исследователи также провели дополнительные эксперименты. Они обнаружили, что постоянное добавление сероводорода вместо тиосульфата приводит к дальнейшему росту. Организм не мог использовать железо для роста, хотя железо распространено в Черном море.
Используя эту информацию, исследователи собрали следующую реакцию, чтобы объяснить, как организм выживает.
В процессе жизнедеятельности Sulfurimonas marinigri производит необычную форму минерального карбоната кальция, который содержал марганец. Химическая формула этого минерала Mn(Ca)CO3, и встречается в Черном море. Авторы также сообщают, что другие виды Sulfurimonas можно найти вблизи гидротермальных жерл и в морских отложениях, где они могут создавать аналогичные карбонатные минералы марганца.
Так что же такого важного в этом новом микробе? Тут важно даже не то, что мертвый слой Черного моря оказался совсем не мертвый. Эти результаты делают Sulfurimonas marinigri первым организмом, который живет с использованием сульфида и оксида марганца, и еще раз доказывают, что жизнь может существовать с использованием источников энергии, которые ранее не были известны. Вполне возможно на других планетах есть бактерии или другие формы жизни, которые развиваются и эволюционируют в условиях далеких от земных.
