Понедельник, 23.06.2025, 18:45 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [788]
Снежный человек [1122]
Морские чудовища [1052]
Сухопутные твари [920]
Летающие монстры [250]
Подземные твари [61]
Динозавры,мегафауна [1577]
Теория [1245]
Акулы [268]
Бабочки [161]
Грибы [221]
Гусеницы [63]
Дельфины [176]
Ежи [37]
Жуки [115]
Зайцы [33]
Змеи [259]
Кальмары,осьминоги [196]
Киты [291]
Копытные [587]
Кораллы [159]
Кошачьи [816]
Крокодилы [114]
Крысы,мыши [366]
Летучие мыши [171]
Лягушки [207]
Медведи [346]
Медузы,моллюски [225]
Микроорганизмы [631]
Морские звезды [40]
Морские львы,тюлени [152]
Муравьи [254]
Мухи,комары [291]
Насекомые [407]
Обезьяны [692]
Пауки [332]
Пингвины [97]
Псовые [660]
Птицы [1166]
Пчелы [362]
Ракообразные [203]
Растения [639]
Рыбы [911]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [157]
Сурикаты,грызуны [316]
Тараканы [59]
Улитки [77]
Хамелеоны [18]
Черви [218]
Черепахи [131]
Ящерицы [193]

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: 319 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

Тайна сербского Лох-Несского чудовища (25)

Сняли детеныша Лох-Несского чудовища (17)

Если йети существуют, почему они до сих пор не обнаружены (18)

Позднемелового родственника ядозубов назвали в честь предводителя орков (10)

Записали звуки и передвижение таракана при помощи оптоволокна (14)

Формула идеального взмаха поможет создать роботов-птиц будущего (11)

Биофлуоресценция у рыб развивалась более 100 раз за 112 млн лет (38)

Биологи надели 3D-очки на богомолов и сделали из них буридановых ослов (22)

Насекомые способны к навигации по звездам (24)

Растения, которые не стоит собирать и выращивать (23)

Кожная слизь аксолотля распознала и уничтожила раковые клетки (21)

Нашли нового предка тираннозавра (17)

Новый вид ящерицы-монстерзавра назвали в честь вождя гоблинов (43)

Паук-кружевник убил добычу, окутав токсичным шелком (23)

В кожном секрете ослов нашли средство от клещей (26)

В Канадской Арктике нашли челюсти новой хищной рыбы девонского периода (45)

Почему птицы поют на рассвете (23)

Роевой интеллект направил муравьев расчистить путь перед сородичами с добычей (20)

Ветеринары выявили породы собак, чаще подверженные диарее (27)

Палеонтологи впервые описали кололит зауропода (18)

Бигфута сняли в лесах Колорадо (110)

Открыли гриб с производными ЛСД (39)

Байкальские рачки сохранили древнюю способность выживать при нагреве (39)

Шимпанзе заразились зевотой от робота (38)

Отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов (35)

У осьминога впервые нашли девятую работающую «ногу» (80)

Как черви совершают коллективный побег в дикой природе (52)

Новый вид рыб в «спасательном круге» нашли в китайских пещерах (44)

Почему павианы «ходят строем» (44)

Макаки с острова Авадзи увлеклись групповым грумингом (38)

Потепление не смогло заменить диатомовые водоросли динофлагеллятами (24)

Какаду научились пользоваться общественными фонтанчиками для питья (34)

Поиски Лох-Несского чудовища продолжаются (66)

Лох-Несское чудовище питается лососем (43)

Постельных клопов назвали первыми насекомыми-вредителями (27)

Как мухи ощущали приложенную лапками силу (26)

Дрозофил заставили полюбить кокаин с помощью генной инженерии (24)

Тетерки охотнее спарились с самцами-танцорами, а не драчунами (33)

У кошек нашли «ген мурлыканья» (29)

Как тюлени ориентируются в мутной воде прибрежных зон (29)

Азиатские слонихи обошли саванных почти на килограмм мозга (28)

Птицы начали гнездиться в Арктике уже в позднем мелу (75)

Данио рерио адаптировались к жаре (25)

Физики напугали сомов (34)

Рыбы-клоуны уменьшились в ответ на тепловой стресс (25)

Опровергли теорию о вымирании мегалодонов (69)

Умственные способности ворон и сорок шокировали (47)

Хиолитов отнесли к самым ранним моллюскам (30)

Насекомые выпутались из паутины благодаря воску на экзоскелете (26)

Ленивцы три раза независимо стали гигантскими (33)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (34912)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (23599)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (23420)

Русские монстры: от древности до наших дней (21541)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (17464)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (17082)

Морского червя приняли за инопланетянина (16044)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (16023)

Откуда вынырнули русалки? (15654)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (15596)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (15315)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (15238)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (14747)

Неведомое существо обитает в Приморье (14706)

Логово снежного человека обнаружено в США (14111)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (13938)

Чупакабра добралась до Воронежской области (12705)

10 неожиданно опасных пород собак (12516)

Монстры океанов (12497)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (12449)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (12035)

Кракен - чудовище из морской бездны (11939)

Морской змей в Черном море (11917)

Похороны настоящей… русалки (11691)

Распутывая ДНК бигфута (11538)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (11420)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (11372)

Страшное насекомое замечено в Индии (11310)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (11308)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (11265)

Когда просыпаются русалки (11251)

Крысы умнее, чем Google (11236)

Львы дружески трутся друг о друга (11184)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (11085)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (10970)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (10969)

Кого боятся белые акулы (10900)

Монстры уходят на глубину (10880)

Хайгейтские вампиры (10601)

Морские дьяволы (10521)

Проект "Криптозоология" © 2010-2025 При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна

Яндекс.Метрика