Сегодня мы отправимся в Румынию, в одно из самых смертоносных мест на нашей планете. Нет, не сама Румыния опасна, а одна токсичная пещера на ее территории, а именно серная пещере Путуросу, в переводе с местного - Вонючая гора. А токсична она благодаря высокой концентрации ядовитых вулканических газов: углекислого газа, метана, водорода и сероводорода, которые постоянно поступают в эту пещеру. Смешивание газов с атмосферным воздухом происходит очень неспешно. На стенах пещеры образуются отложения серы. И без специального снаряжения человек, да и не одно живое существо не выживет, но все же там есть жизнь! Стены пещеры покрыты биопленкой, в которой живут микробы, главным образом бактерии и археи (например виды Acidithiobacillus, Ferroplasma и Thermoplasma)! В некоторых местах толщина пленки может достигать 10 см! Биопленка минимально подвержена воздействию солнечного света, не имеет контакта с внешними источниками органического углерода или азота. А единственным источником жидкой воды для нее является конденсация атмосферного водяного пара. Сама же биопленка очень кислотна, pH близок к 1, это скорее всего благодаря образованию серной кислоты в процессе аэробного окисления сероводорода. У вас желудок имеет pH около 2, это для того чтобы бактерии и вирусы, которые вы поглощаете с едой, не смогли бы дойти до кишечника, а померли бы в кислоте желудка. В пещере же уровень кислотности ниже, но это не мешает микробам там жить.
Одним из жителей такой пещеры является, на удивление, бактерии рода Микобактерии (Mycobacterium). Ученые даже открыли там совсем недавно новый вид этой бактерии - Candidatus Mycobacterium methanotrophicum. Как из названия видно она потребляет метан в пищу. Так почему же это удивительно? Про двух других представителей этого рода вы точно слышали. Первый это Mycobacterium tuberculosis, которая вызывает чахотку, а вторая бактерия Mycobacterium leprae вызывает проказу. Обе бактерии страшный патоген у человека, в то время как другие представители этого рода растут в различных средах обитания, в том числе и в ядовитой пещере. Другие родственники этой бактерии могут потреблять жиры, жирные кислоты, алифатические или ароматические углеводороды и даже нефтяных соединения! В пещере только что открытый представитель микобактерий живет в биопленке, в тесном контакте с другими бактериями и археями.
Так что же такое биопленка? Вне стен лабораторий бактерии обычно кучкуются и образуют сожительство, именуемое биопленкой. Это очень популярная форма жизни. Ради проживания в сообществе они отказываются от возможности передвигаться. Расстояние же между микробами заполняет внеклеточное полимерное вещество (ВПВ). ВПВ обеспечивает механическую стабильность и основу для роста микробов. То есть биопленка — это микробы+ПВП, микробы как мясо в холодце, застыли раз и навсегда в одной позиции. Биопленка защищает бактерии от высыхания, биоядов, потравителей, антибиотиков, тяжелых металлов, ультрафиолетового излучения, нападения от пожирающих их простейших и многих чистящих веществ. Одним из составляющих ПВП является отрицательно заряженные полимеры, такие как сульфатированные гликозаминогликаны (сахара). Они, например удерживают влагу, образовывая гидрогели через смешивание с катионами (положительно заряженными ионами). Например один из подвида такого полимера - гепарин, используются в медицине в качестве кроворазжижающего средства.
Источники:
De Bruin, S., et al. "Sulfated glycosaminoglycan-like polymers are present in an acidophilic biofilm from a sulfidic cave." Science of the Total Environment 829 (2022): 154472.
Van Spanning, Rob JM, et al. "Methanotrophy by a Mycobacterium species that dominates a cave microbial ecosystem." Nature microbiology 7.12 (2022): 2089-2100.
Ставя любо, подписываясь или же пересылая статью друзьям, Вы помогаете мне продвигать настоящую науку.
Предыдущая статья: Под покровом волн: глубоководное приключение тюленей
