Ученые доказали, что большинству глубинных микроорганизмов не нужен солнечный свет — они нашли альтернативу фотосинтезу
Вместо того, чтобы использовать фотосинтез для хранения энергии в своих химических связях, некоторые микробы полагаются исключительно на окисление неорганических молекул, таких как водород. Хемосинтез, как известно, предполагался как потенциальный источник энергии для микробов еще в 19 веке, хотя подтвердить эту гипотезу удалось лишь в 1970-х годах – тогда были обнаружены экосистемы, окружающие глубоководные гидротермальные источники в глубинах океана.
С тех пор способы получения энергии путем окисления неорганических соединений считались редкими и ограничивались экстремальными средами обитания. Однако новые исследования демонстрируют, что эта стратегия выживания на самом деле распространена от полюса до полюса.
Группа ученых из Университета Монаша в Австралии обнаружила доказательства того, что по мере снижения доступности солнечного света именно хемосинтез становится основным образом жизни невидимых морских микробов. «Водород и угарный газ фактически "кормили" микробы во всех регионах, которые мы изучали: от городских заливов до тропических островов и до сотен метров под поверхностью», — рассказал микробиолог Крис Грининг. По его словам, некоторых бактерий-хемосинтетиков можно найти даже под шельфовыми ледниками Антарктиды.
В отличие от солнечного света, молекулярный водород является удобным источником энергии, который присутствует, по крайней мере, в следовых количествах в самых разных экосистемах, от атмосферы до поверхности и даже под ней. В предыдущих исследованиях Грининг и его коллеги показали, что во многих почвах мира бактериальные культуры, способные потреблять водород, «обильны, разнообразны и активны» — во многих отношениях они являются основой всей пищевой цепи.
Теперь ученые смогли доказать, что эту же закономерность можно применить и к глубинам океана. Выводы их работы основаны на 14 пробах морской воды, собранных в Атлантическом, Индийском, Тихом и Южном океанах. Во всех этих образцах, кроме одного, команда обнаружила микробы, обладающие генетическим механизмом, необходимым как для хемосинтеза с использованием водорода, так и для фотосинтеза.
Основываясь на активности микробов в лаборатории, модели предполагают, что скорость их хемосинтеза достаточна для поддержания роста и выживания сообщества. Авторы заключают, что водород должен быть важным источником энергии для бактерий в морской воде, особенно для тех, которые живут в самых глубоких и темных глубинах.