Пятница, 15.05.2026, 20:11 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [793]
Снежный человек [1144]
Морские чудовища [1079]
Сухопутные твари [930]
Летающие монстры [251]
Подземные твари [61]
Динозавры,мегафауна [1648]
Теория [1265]
Акулы [274]
Бабочки [165]
Грибы [229]
Гусеницы [66]
Дельфины [180]
Ежи [38]
Жуки [117]
Зайцы [34]
Змеи [267]
Кальмары,осьминоги [203]
Киты [302]
Копытные [597]
Кораллы [162]
Кошачьи [832]
Крокодилы [114]
Крысы,мыши [371]
Летучие мыши [179]
Лягушки [216]
Медведи [353]
Медузы,моллюски [231]
Микроорганизмы [639]
Морские звезды [42]
Морские львы,тюлени [155]
Муравьи [268]
Мухи,комары [299]
Насекомые [420]
Обезьяны [724]
Пауки [345]
Пингвины [104]
Псовые [671]
Птицы [1209]
Пчелы [381]
Ракообразные [207]
Растения [662]
Рыбы [928]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [161]
Сурикаты,грызуны [322]
Тараканы [60]
Улитки [79]
Хамелеоны [19]
Черви [221]
Черепахи [135]
Ящерицы [198]

Интересное
Аномальные новости

Хроники природных катастроф

Календарь
«  Февраль 2023  »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728

Архив новостей

Реклама

Логотип сайта

Форма входа

Главная » 2023 » Февраль » 10 » Водород назвали важным источником энергии для морских бактерий

14:44
Водород назвали важным источником энергии для морских бактерий

Австралийские, новозеландские и австрийские исследователи выяснили, что молекулярный водород служит существенным источником энергии для бактерий из разных морских экосистем. Они также подтвердили важность монооксида углерода для жизнедеятельности этих микроорганизмов. Отчет о работе опубликован в журнале Nature Microbiology.

В последнее десятилетие стали накапливаться данные о том, что следовые газы атмосферы служат важным источником энергии для аэробных бактерий в наземных экосистемах. Среди них особое значение в силу распространенности и энергоемкости имеют молекулярный водород (H2) и монооксид углерода (CO, угарный газ). Микроорганизмы окисляют их с помощью железо-никелевых [NiFe] гидрогеназ групп 1 и 2, а также дегидрогеназы монооксида углерода (CO-дегидрогеназы) формы 1.

Некоторым органогетеротрофным бактериям это помогает пережить длительное голодание в отсутствие питательного субстрата, другим — миксотрофам — расти, окисляя следовые газы наряду с другими источниками энергии. К настоящему времени способность поглощать водород и СО в их природных концентрациях доказана для представителей восьми родов, при этом генами необходимых для этого ферментов обладает большинство почвенных бактерий.

Как обстоят дела в других экосистемах, даже в таких обширных как морские, до сих пор известно относительно мало. При этом в отличие от почв, где водорода и СО обычно меньше, чем в атмосфере, поверхностные слои мирового океана этими газами перенасыщены, к полярным областям концентрация первого снижается, а второго — повышается. Ранее было показано, что морские бактерии могут поглощать СО; в исследованиях на культурах клеток он не влиял на рост морских изолятов, однако в периоды голодания экспрессия генов его метаболизма значительно повышалась. Также было известно, что водород потребляют некоторые бактерии бентоса и гидротермальных источников («черных курильщиков»), по пелагическим прокариотам такой информации не было.

Чтобы разобраться в этом вопросе, сотрудники Университетов Монаша, Отаго, Нового Южного Уэльса и Вены выполнили метагеномное и биогеохимическое профилирование добытых ими восьми образцов морской воды из океанической трансекты Мунида, охватывающей прибрежные новозеландские, субтропические и субантарктические воды; четырех — из умеренного городского залива Порт-Филлип и двух — с тропического кораллового острова Херон. В анализ также включили глобальные метагеномные и метатранскриптомные данные, полученные ранее в ходе кругосветной экспедиции на шхуне «Тара».

Все образцы были перенасыщены водородом и CO по сравнению с атмосферой, при инкубации ex situ микробное окисление следовых газов наблюдалось во всех, кроме одного из них. В воде с берега, из промежуточной зоны и центра залива общая скорость окисления СО была в 18 раз выше, чем водорода. Схожая картина наблюдалась у островного побережья. В образцах из океанической трансекты также происходило быстрое поглощение СО и медленное — водорода, однако эти процессы оказались взаимоисключающими: первый газ подвергался бактериальному окислению преимущественно в прибрежных и субтропических водах, второй — в субантарктических. По мнению исследователей, это может помочь в объяснении их неравномерного распределения в мировом океане.

Метагеномный анализ микробного состава показал типичную для поверхностных вод картину: присутствующие бактерии были способны к аэробному дыханию, органогетеротрофии и фототрофии. Возможности окисления монооксида углерода были умеренными: геном coxL, кодирующим каталитическую субъединицу СО-дегидрогеназы формы 1, обладали примерно 12 процентов бактериальных и архейных клеток. Этот показатель снижался от 25 процентов в заливе до 5,1 процента в субарктических водах.

Также в микробных сообществах обнаружили гены разнообразных гидрогеназ, обеспечивающих гидрогенотрофное дыхание, гидрогенотрофную фиксацию углерода, гидрогеногенную ферментацию и восприятие H2 как сигнальной молекулы. Среди них с большим отрывом преобладали железо-никелевые гидрогеназы, позволяющие переносить электроны водорода в дыхательную цепь. Ферменты этой подгруппы были закодированы в геномах примерно одного процента морских микроорганизмов с наибольшим уровнем (3,5 процента) в районе тропического острова и наименьшим (0,11 процента) в прибрежных и субтропических океанических водах.

Анализ метагеномов, добытых «Тарой», дал сопоставимую картину, причем уровни экспрессии аэробных гидрогеназ (средние отношения РНК к ДНК) оказались весьма высокими — 2,2; 1,1 и 12,9 для подгрупп 1d, 1l и 2a.

Филогенетический анализ показал, что гены аэробных гидрогеназ присутствуют у 11 родов морских бактерий. Три наследственные линии этих ферментов были особенно распространены — их нашли у 26 отрядов из девяти родов. СО-дегидрогеназы встречались несколько реже — у 14 отрядов из шести родов.

С помощью термодинамического моделирования исследователи выяснили, что уровни окисления СО бактериями достаточны для их выживания, но не роста. Водород, напротив, может дать некоторым литогетеротрофным и миксотрофным видам с невысокими запросами энергию для размножения.

Дополнительный анализ массивов данных «Тары» показал, что с ростом глубины вплоть до мезопелагической зоны у бактерий значительно возрастает количество генов аэробных гидрогеназ и СО-дегидрогеназ, а родопсинов, позволяющих получать энергию из света, — резко снижается. То есть с уменьшением освещения эволюционное преимущество получают поглощающие следовые газы литогетеротрофы.

Как пишут авторы работы, полученные результаты вызывают вопрос: водород и CO представляют собой один из наиболее надежных источников энергии в морской воде, почему тогда им пользуется относительно небольшая доля бактерий — значительно меньше, чем в почве?

По мнению исследователей, ограничивающим фактором может быть низкая концентрация железа: гидрогеназам необходимо 12–13 атомов этого элемента на промотор, СО-дегидрогеназам — четыре. Поэтому в поверхностных слоях воды, где света достаточно, для бактерий более выгодны родопсины, которые металлов не содержат.

https://nplus1.ru/news/2023/02/08/feast-of-burden

Категория: Микроорганизмы | Просмотров: 363 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

Растение риса поймало и убило гусеницу-вредителя (19)

Сверчков заподозрили в способности чувствовать боль (15)

Древних монстров Коллинза исключили из активных хищников (13)

Жуткая встреча армейского ветерана с бигфутом (29)

Внутренняя иерархия подавила желание приматов играть друг с другом (15)

Дети и птенцы научились говорить благодаря ответам родителей (19)

Чеснок оказался контрацептивом для мух и комаров (16)

Динозавры заботились о детенышах как современные птицы (19)

Папуанский пингвин оказался четырьмя разными видами (16)

Зеленому голубю с острова Тимор предрекли скорое вымирание (19)

Описали третий вид светляков из бирманского янтаря (15)

Самцы шмелей оказались активнее рабочих самок (15)

Уличные фонари заставили мокриц бегать по кругу (88)

Новый вид длинношеих динозавров открыли в Бразилии (32)

Предки многоножек стали «сухопутными» до выхода на сушу (29)

Вещество из галлюциногенных грибов снизило агрессию у тропических рыб (30)

Новый вид бабочек-огневок с Крита назвали в честь папы римского Льва XIV (37)

Палеонтологи описали второй вид коал, вымерший 30 тысяч лет назад (40)

Корни древних деревьев росли в обратную сторону, как побеги (37)

Тихоходки северных морей оказались менее разнообразными (32)

Глубоководные камеры у берегов Японии сняли загадочное существо (39)

Козодои синхронизировали перелеты и пищеварение с лунным циклом (30)

Самые большие лягушки в мире (34)

Дубы спаслись от гусениц, позже распустив почки (27)

Молодые желтохохлые какаду оказались конформистами (28)

Ботаники описали новый вид воронцов из штата Нью-Йорк (25)

Построили радар для поиска пчел и шмелей (96)

Мозг собак начал уменьшаться 5000 лет назад (37)

Страх застрять в дупле заставил кукушек подкладывать яйца неоптимальным способом (47)

Скорпионы использовали металлы для укрепления жала и клешней (32)

Женщины напугали городских птиц сильнее мужчин (29)

Аквариумные золотые рыбки выдавили конкурентов (30)

Орангутан пользуется лесным «воздушным мостом» (42)

Соловьи пересекли Сахару, летя только по ночам (36)

Арктический холод помог динозаврам покорить Землю (31)

Физическая активность заставила мышей буквально шевелить мозгами (35)

Золотой шар со дна Тихого океана оказался основанием актинии (36)

Крабы начали ходить боком около 200 миллионов лет назад (29)

ФБР тайно расследовало дело о снежном человеке (118)

Гигантские осьминоги оказались среди главных хищников морей эпохи динозавров (47)

Трилобиты дышали жабрами в ногах (32)

Звук дождя заставил семена риса прорастать быстрее (28)

Люди помогли осам нарушить сотрудничество деревьев с муравьями (63)

Коалиция бонобо напала на самку из соседней группы (38)

Попугай без части клюва овладел манерой рыцарского боя (39)

Наблюдали мирную cмену королевы у голых землекопов (38)

Обнаружили универсальный темп «языка» животных (38)

Мозг лягушки против суперкомпьютера: кто реально мощнее (33)

В щелчках кашалотов обнаружили закономерности человеческой речи (95)

Киты затихли во время морской сейсморазведки (40)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (35256)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (24441)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (23700)

Русские монстры: от древности до наших дней (22182)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (18503)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (17824)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (16917)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (16653)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (16377)

Морского червя приняли за инопланетянина (16377)

Откуда вынырнули русалки? (16225)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (15587)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (15356)

Неведомое существо обитает в Приморье (15109)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (15088)

Логово снежного человека обнаружено в США (14675)

10 неожиданно опасных пород собак (14258)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (13510)

Чупакабра добралась до Воронежской области (13509)

Монстры океанов (13136)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (12972)

Кракен - чудовище из морской бездны (12339)

Морской змей в Черном море (12328)

Распутывая ДНК бигфута (12296)

Когда просыпаются русалки (12249)

Львы дружески трутся друг о друга (12147)

Крысы умнее, чем Google (12130)

Похороны настоящей… русалки (11985)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (11876)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (11822)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (11821)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (11764)

Страшное насекомое замечено в Индии (11724)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (11684)

Монстры уходят на глубину (11457)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (11387)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (11366)

Кого боятся белые акулы (11356)

Морские дьяволы (11086)

Хайгейтские вампиры (10986)

Проект "Криптозоология" © 2010-2026 При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна

Яндекс.Метрика