В горещите извори на Йелоустоун са открити микроби, произвеждащи метан

В Националния парк Йелоустоун са открити две групи микроби, които живеят в гореща вода. За съществуването на групите се е знаело и преди, тъй като е открита тяхна ДНК, която явно не прилича на нищо познато, но за първи път самите организми са видени и описани.

Твърди се, че отглеждането на говеда отделя толкова много метан, че допринасят значително за повишаването на глобалните температури, но това не е съвсем така. 

Основните виновници са едноклетъчните организми Euryachaeota, за които бозайниците са само преносители. Доскоро се смяташе, че Euryachaeota са единствените форми на живот, които произвеждат метан като част от естествения си жизнен цикъл, но преди десетина години в горещите извори бяха открити гени за производството на ензима метил-коензим М редуктаза (MCR). Това е ензимът, който всички известни производители на метан използват, но в този случай явно произхожда от нещо съвсем различно.

„Всичко, което знаехме за тези организми, беше тяхната ДНК. Никой никога не беше виждал клетка на тези предполагаеми метаногени; никой не знаеше дали те действително използват своите гени за метаногенеза или се развиват по някакъв друг начин“, казва в изявлението си д-р Роланд Хаценпихлер от Държавния университет в Монтана. 

Earlier today... #eruption at #Yellowstone, Montana in Biscuit Basin!

This has never happened in the history of the Yellowstone National Park. The rangers have closed it off & the Boardwalk is vompletely destroyed! pic.twitter.com/jDU0yz7d2S

— LIVE LEAK OFFICIAL ®️ (@Daily_News86) July 25, 2024

Мястото, където е намерена ДНК, и другите открити гени показват, че тези липсващи организми са процъфтявали в много гореща среда, поради което е малко вероятно да повлияят значително на глобалния баланс на метана. Въпреки това нещо толкова различно от останалата част от дървото на живота със сигурност е било интересно.

Хатценпихлер и колегите му вземат проби от горещи извори в националния парк Йелоустоун (когато той не е експлодирал), чиято температура варира от 61 до 72°C. Екстремофилите (организми, които обичат много горещи, киселинни или солени условия) обикновено са много трудни за отглеждане в лаборатория, но в този случай докторантът Антъни Кохтц и д-р Виола Крукенберг успяват.

Те откриват, че двете нови групи организми, които са нарекли Methanomethylicia и Methanodesulfokora, наистина произвеждат метан. Това би ги превърнало в първите метаногени, известни извън Euryachaeota, ако не беше фактът, че по същото време китайско-холандски екип отглеждаше друга Methanomethylicia. Вместо да се надпреварват, двата екипа подават документи заедно, което води до появата на три статии в едно и също списание.

Изненадващо е, че Methanomethylicia не изглежда да е ограничена до вулканична среда; тя е била под носа ни през цялото време, например в пречиствателни станции за отпадъчни води. Екипът, базиран в Китайския институт за биогаз и Университета във Вагенинген, е открил своя образец в нефтеното находище Шенгли, въпреки че при култивирането му числеността му е достигнала своя връх при 45-65 °C, което показва, че той наистина обича топлината. По-съществено е, че Methanomethylicia е имало в стомасите на преживни животни и във влажните зони заедно с Euryachaeota, върху които сме се фокусирали.

Massive Eruption at Yellowstone 🌋

A large eruption at Biscuit Basin geyser in Yellowstone. This area is home to a massive supervolcano. #YellowstoneNationalPark #Yellowstone #Volcano #Geyser

pic.twitter.com/BNOvvpK2eq

— Meshi here (@khiskihowi) July 24, 2024

Това не означава, че Methanomethylicia е отговорна за част от метана от тези среди. Възможно е тя да отделя газ само в горещи среди, а на други места да се разраства по други пътища. 

„Най-добрият ми залог е, че понякога те растат, като произвеждат метан, а понякога правят нещо съвсем друго, но ние не знаем кога растат, как и защо. Сега трябва да разберем кога те допринасят за кръговрата на метана и кога не“,  Хатценпихлер казва.  

В идеалния случай това би могло да доведе до начини да се накара Methanomethylicia да превключи на друг режим, намалявайки емисиите на мощния парников газ.

Двете нови открития имат нов подход към производството на метан, като го правят от метанол и подобни молекули, а не от CO₂ или ацетат като познатите ни Euryarchaeota.

Произходът на Methanomethylicia и Methanodesulfokora не е известен, но се предполага, че те са много древни и може би дават представа за първите форми на живот на Земята. Ако това е така, те биха могли да ни дадат и по-добра представа за това какво се търси в търсенето на живот на други планети.

Междувременно Methanomethylicia повдига други въпроси, като например защо имат тръби, които свързват две или три клетки една с друга, и дали това е някаква подготвителна стъпка към формирането на многоклетъчен живот?

„Нямаме представа защо ги образуват. Подобни структури рядко са наблюдавани при микробите. Може би те обменят ДНК; може би обменят химикали. Все още не знаем“, казва Хаценпихлер.

Methanomethylicia и Methanodesulfokora произхождат съответно от Thermoproteota и Korarchaeia.

Статията на екипа от МГУ за култивирането на Methanomethylicia е публикувана в Nature. Статията за Methanodesulfokora е публикувана в същото издание, а работата на екипа на Института по биогаз/Университета Вагенинген върху Methanomethylicia също е публикувана в това издание. 

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase