Четверг, 30.05.2024, 19:38 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [786]
Снежный человек [1078]
Морские чудовища [988]
Сухопутные твари [883]
Летающие монстры [244]
Подземные твари [60]
Динозавры,мегафауна [1477]
Теория [1201]
Акулы [263]
Бабочки [154]
Грибы [211]
Гусеницы [60]
Дельфины [171]
Ежи [35]
Жуки [114]
Зайцы [31]
Змеи [251]
Кальмары,осьминоги [189]
Киты [284]
Копытные [573]
Кораллы [151]
Кошачьи [794]
Крокодилы [112]
Крысы,мыши [351]
Летучие мыши [159]
Лягушки [194]
Медведи [343]
Медузы,моллюски [209]
Микроорганизмы [605]
Морские звезды [38]
Морские львы,тюлени [150]
Муравьи [244]
Мухи,комары [279]
Насекомые [384]
Обезьяны [633]
Пауки [313]
Пингвины [93]
Псовые [636]
Птицы [1117]
Пчелы [344]
Ракообразные [194]
Растения [600]
Рыбы [874]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [148]
Сурикаты,грызуны [299]
Тараканы [57]
Улитки [76]
Хамелеоны [17]
Черви [204]
Черепахи [130]
Ящерицы [187]

Интересное
Аномальные новости

Хроники природных катастроф

Календарь
«  Февраль 2023  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
  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: 232 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

В России впервые обнаружили гнездо желтобрюхой синицы (11)

Европу наводнили клещи-«монстры», переносящие смертельные заболевания (9)

В Англии нашли окаменелость плотоядного червя (10)

Описали три новых вида однопроходных из позднего мела Австралии (12)

Притворяющихся гадюками ложных песчаных ужей выделили в отдельное семейство (13)

В чем разница между сиреной и русалкой (36)

Отсутствие белка AN3 сократило длину теломер у резуховидки Таля (16)

Генетики описали ранее неизвестный окрас кошек (18)

Экологи сфотографировали одного из самых редких китов в мире (21)

Бег в колесе снизил симптомы ПТСР у мышей (26)

Выявлены гены, позволяющие эмбрионам африканских рыб переживать засухи (16)

Сексуальный паразитизм сделал удильщиков самыми разнообразными глубоководными рыбами (24)

Компонент нефти вызвал проблемы с сердцем у рыб (20)

Крупное плывущее существо попало на камеру наблюдения у озера Лох-Несс (91)

Рыба, с которой мы бы не советовали столкнуться (33)

Ворон научили «считать» вслух (28)

Кофеин повысил обучаемость муравьев (21)

Вымерший тасманийский тигр попал на камеру (63)

В Белом море обнаружили два новых для России вида водорослей (28)

Большой нос обезьян-носачей помогает им издавать громкие звуки (28)

Что общего у сверхпроводника и полосок чешуи рыбы (21)

Каракары поиграли с предметами (21)

Потерянный гриб из чилийских лесов переоткрыли спустя 42 года (24)

В Аргентине открыли новый вид плотоядных динозавров (56)

Как тараканы расселились по всему миру (28)

За последние 100 лет скот стал выбрасывать в четыре раза больше закиси азота (30)

У единственной безлегочной лягушки все же нашлись легкие (31)

Таинственное маленькое существо, перебежавшее дорогу (70)

Палеонтологи нашли растение с новым половым органом (41)

Орхидеи показали признаки «родительской заботы» (41)

Норы вомбатов посетили 48 видов позвоночных (31)

Использование орудий защитило зубы каланов от повреждений (33)

Моя дочь играла с бигфутом (99)

Снежный человек убивает домашних животных (50)

Зоологи сняли глубоководного кальмара (54)

Палеонтологи определились со временем появления теплокровных динозавров (37)

Открытие нового вида моллюска посвятили Ломоносову и МГУ (47)

Выявлены свойства паутины как сверхчувствительного природного микрофона (27)

Грибы-симбионты помогут саженцам деревьев прижиться в почве после пожаров (35)

В Кузбассе обнаружили новый вид динозавра (32)

Мадагаскар оказался прародиной всех баобабов (33)

Открыли ранее неизвестный вид крупных птиц колибри (33)

На гравировке из Италии опознали последнего пещерного льва Европы (76)

Домашних кошек уличили в охоте на крокодилят (50)

Стареющие самцы шимпанзе объединились в союзы (47)

Какие породы кошек живут дольше других (44)

Зоологи назвали самого мелкого распространителя семян (47)

Бигфут выпивает добычу досуха (106)

Турист снял следы снежного человека (50)

Редактирование генома сделает сумчатых куниц устойчивыми к яду инвазивных жаб (53)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (34435)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (22727)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (22187)

Русские монстры: от древности до наших дней (20917)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (16519)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (16104)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (15621)

Морского червя приняли за инопланетянина (15169)

Откуда вынырнули русалки? (14991)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (14765)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (14510)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (14257)

Неведомое существо обитает в Приморье (13893)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (13770)

Логово снежного человека обнаружено в США (13457)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (13003)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (12088)

10 неожиданно опасных пород собак (11809)

Монстры океанов (11772)

Чупакабра добралась до Воронежской области (11739)

Морской змей в Черном море (11479)

Кракен - чудовище из морской бездны (11284)

Похороны настоящей… русалки (11278)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (11068)

Страшное насекомое замечено в Индии (10858)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (10842)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (10815)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (10797)

Распутывая ДНК бигфута (10771)

Крысы умнее, чем Google (10662)

Львы дружески трутся друг о друга (10649)

Когда просыпаются русалки (10622)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (10497)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (10328)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (10297)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (10228)

Монстры уходят на глубину (10171)

Кого боятся белые акулы (10086)

Морские дьяволы (9943)

Хайгейтские вампиры (9866)

Проект "Криптозоология" © 2010-2024 При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна

Яндекс.Метрика