Vaikse ookeani ääres avastatud arseeni hingav elu

Teadlased kinnitasid joone instrumendile, mis pumbab DNA eraldamiseks suures koguses merevett. Vasakul asuv instrument mõõdab selliseid omadusi nagu temperatuur, soolsus ja sügavus ning kogub väiksemaid merevee proove. Pilt Noelle Heldi / Woods Hole'i ​​okeanograafiainstituudi kaudu.

Arseen on enamiku elusolendite jaoks surmav mürk, kuid uute uuringutega on Vaikse ookeani madala hapnikusisaldusega piirkonnas leitud arseeni hingavaid mikroorganisme.

Washingtoni ülikooli okeanograafiaprofessor Gabrielle Rocap on uuringu kaasautor, mis avaldati 29. aprillil 2019 eelretsenseeritud ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences . Rocap ütles oma avalduses:

Oleme juba pikka aega teada, et ookeanis on arseeni sisaldus väga madal. Kuid idee, et organismid võiksid elatise saamiseks kasutada arseeni - see on avatud ookeani jaoks täiesti uus ainevahetus.

Meeskond analüüsis proove, mis olid kogutud 2012. aastal Mehhiko ranniku lähedal troopilisse Vaikse ookeani asuvasse uurimisreisile. Merevee proovid tulid pinna all olevast piirkonnast, kus hapnikku peaaegu pole. Rocap ütles:

Mõnes ookeani piirkonnas on võileib, kus pole mõõdetavat hapnikku. Nendes piirkondades olevad mikroobid peavad toidust energia eraldamiseks kasutama muid elemente, mis toimivad elektronide aktseptorina.

Lilla arseeni aatom, mida ümbritseb neli hapniku aatomit, on arsenaat (vasakul). Kolme hapnikuaatomiga ümbritsetud arseeni aatom on arseen (paremal). Uuring leidis tõendusmaterjali mereorganismide kohta, mis võivad hapnikuvaeses keskkonnas energiat saamiseks muundada üksteist. Pilt Wikimedia kaudu.

Mereveest ekstraheeritud DNA geneetilised analüüsid leidsid kaks geneetilist rada, mis teadaolevalt muudavad arseenil põhinevaid molekule energia saamise viisiks.

Teadlaste sõnul on vees avastatud mikroobid tõenäoliselt kaugelt seotud arseeni hingavate mikroobidega, mida leidub kuumaveeallikates või saastunud maa-aladel.

California Mono järves on looduslikult kõrge arseeni sisaldus ja teadaolevalt võõrustavad ta mikroobe, mis jäävad ellu arseeni sissehingamisel. Merekeskkonnas elavad organismid on tõenäoliselt sarnased maismaa organismidega. Pilt Pixabay kaudu.

Bioloogid usuvad, et arseeni hingamiseks kasutamise strateegia on Maa varajasest ajaloost kinnipidamine. Ajavahemikul, mil Maa peal tekkis elu, oli hapnikku nii õhus kui ka ookeanis. Hapnik sai Maa atmosfääris rikkalikult alles pärast fotosünteesi laialdast levikut ja süsinikdioksiidi gaaside muundamist hapnikuks. Varased eluvormid pidid energiat saama muude elementide, näiteks arseeni abil, mis oli tol ajal ookeanides tõenäolisem.

Uuringu esimene autor on Woods Hole'i ​​okeanograafiainstituudi järeldoktor Jaclyn Saunders. Ta ütles:

Leidsime veel säilinud radade geneetilised allkirjad, mineviku ookeani jäänused, mida on hoitud tänapäevani.

Arseeni hingavad populatsioonid võivad kliimamuutuste mõjul taas kasvada. Prognoositakse, et madala hapnikusisaldusega piirkonnad laienevad ja lahustunud hapnik langeb kogu merekeskkonnas. Rocap ütles:

Minu jaoks näitab see lihtsalt, kui palju on veel ookeanis, mida me ei tea.

Alumine rida: teadlased on avastanud arseeni hingavad mikroorganismid.

Allikas: täielik arseenil põhinev hingamistsükkel pelaagiliste hapnikupuudusega merede mikroobikooslustes

Washingtoni ülikooli kaudu