Вторник, 16.12.2025, 05:58 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [792]
Снежный человек [1136]
Морские чудовища [1075]
Сухопутные твари [930]
Летающие монстры [251]
Подземные твари [61]
Динозавры,мегафауна [1608]
Теория [1260]
Акулы [272]
Бабочки [161]
Грибы [227]
Гусеницы [64]
Дельфины [179]
Ежи [37]
Жуки [115]
Зайцы [34]
Змеи [265]
Кальмары,осьминоги [201]
Киты [296]
Копытные [591]
Кораллы [161]
Кошачьи [827]
Крокодилы [114]
Крысы,мыши [370]
Летучие мыши [176]
Лягушки [212]
Медведи [351]
Медузы,моллюски [228]
Микроорганизмы [634]
Морские звезды [42]
Морские львы,тюлени [153]
Муравьи [261]
Мухи,комары [295]
Насекомые [413]
Обезьяны [708]
Пауки [340]
Пингвины [101]
Псовые [665]
Птицы [1182]
Пчелы [369]
Ракообразные [203]
Растения [648]
Рыбы [921]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [160]
Сурикаты,грызуны [319]
Тараканы [59]
Улитки [78]
Хамелеоны [19]
Черви [220]
Черепахи [134]
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: 343 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

Нашли генетические признаки адаптации белых медведей к жизни безо льда (23)

Впервые зафиксировали совместную охоту косаток и дельфинов (17)

Самцы бонобо отследили репродуктивные циклы самок (14)

Человек по уровню моногамии оказался ближе к сурикатам, чем к шимпанзе (16)

Диплодоки могли иметь такую же яркую окраску, как современные птицы (11)

Подводная камера запечатлела редкого семирукого осьминога (9)

Нанотираннус был отдельным видом (9)

Охотники на бигфута приближаются к разгадке тайны (75)

Новое изображение Лох-Несского чудовища (39)

Бигфуты и научные исследования на грани (30)

Пчелы не эффективны против слонов (25)

Лягушки победили самых опасных шершней (27)

Нехватка сардин привела к сокращению на 95% популяции пингвинов (27)

ФБР опубликовало досье на снежного человека (80)

Гриб из Чернобыля поглощает радиацию (32)

Почему и как бенгальская кошка не стала домашней (29)

Шимпанзе и люди одинаково отнеслись к просоциальности (28)

У растений обнаружили механизм бурения плотного грунта по принципу промышленных труб (29)

В Европе распространяется хищный червь (37)

Редкая эволюционная особенность позволила пандам использовать инструменты (36)

Генетический анализ переписал историю происхождения домашних кошек (41)

Биологи нашли систему принудительного роста вниз у растений (32)

Выяснили, за какое время слоны привыкают к следящим дронам (26)

В геноме адского вампира нашли следы общего предка осьминогов и кальмаров (39)

Агрессия у собак оказалась генетически связана с человеческой депрессией (33)

Люди ищут истину, стоящую за снежным человеком (85)

Мозг птерозавров и птиц адаптировался к полету двумя разными путями (35)

В Германии нашли самого маленького в мире коня (39)

Социальное обучение позволило орангутанам освоить взрослый пищевой рацион (26)

Безуспешные поиски Лох-Несского чудовища (63)

Переписали механизм навигации у голубей (41)

Изучение пингвинов помогло воссоздать механизм коллективного поведения (39)

Споры мха выжили после девяти месяцев в открытом космосе (42)

Смешение с собаками повысило генетическое разнообразие части динго (45)

Новозеландцы встретили розовую кобылку (32)

Обезьяны показали способность отказываться от своих ошибочных убеждений (53)

У мышей обнаружили способность к «акушерству» (42)

Домашние кошки предпочли кузнечиков и сверчков (36)

Новый вид змей назвали в честь Стива Ирвина (26)

Муравьи-паразиты обманом заставили муравьев-хозяев убить собственных матерей (36)

Считавшуюся вымершей рыбу переоткрыли спустя 21 год (47)

Палеобиологи «добыли» древнейшую РНК из туши мамонтенка Юка (138)

Сколько нужно кальмаров для прокорма черных дельфинов (52)

Шмели отличили короткое мигание лампочки от длинного (53)

Пауки сделали фальшивых пауков втрое крупнее себя из объедков и мусора (53)

Ученые посоветовали кричать на чаек, чтобы не дать им украсть еду (49)

Раскрыли клеточные механизмы «мужской беременности» морских коньков (65)

Бактерии со сломанными жгутиками поплыли вперед на собственных фекалиях (63)

Как хамелеонам удается вращать глазами независимо друг от друга (51)

Скворцы превзошли попугаев в имитации звуков дроида R2-D2 (44)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (35062)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (23999)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (23546)

Русские монстры: от древности до наших дней (21877)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (18115)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (17635)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (16378)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (16328)

Морского червя приняли за инопланетянина (16182)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (16179)

Откуда вынырнули русалки? (15974)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (15366)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (15157)

Неведомое существо обитает в Приморье (14871)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (14849)

Логово снежного человека обнаружено в США (14430)

10 неожиданно опасных пород собак (13479)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (13101)

Чупакабра добралась до Воронежской области (13085)

Монстры океанов (12862)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (12682)

Морской змей в Черном море (12157)

Распутывая ДНК бигфута (12116)

Кракен - чудовище из морской бездны (12092)

Когда просыпаются русалки (12037)

Львы дружески трутся друг о друга (12019)

Похороны настоящей… русалки (11808)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (11602)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (11538)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (11519)

Крысы умнее, чем Google (11478)

Страшное насекомое замечено в Индии (11467)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (11433)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (11429)

Монстры уходят на глубину (11213)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (11177)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (11150)

Кого боятся белые акулы (11120)

Морские дьяволы (10844)

Хайгейтские вампиры (10788)

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

Яндекс.Метрика