Облачный материал, который дрейфует из дымоходов на дне океана, может содержать микроскопические формы жизни, о существовании которых ученые даже не подозревали.
Гребни океанского дна усеяны трещинами называются гидротермальными источниками которые извергают горячие глубоководные жидкости, содержащие сероводород, метан и водород, в океан.
Вокруг теплой периферии этих динамических дозаторов питательных веществ ютится целая куча голодных и загадочных микробов, которые используют химические вещества, распространяющиеся из вентиляционного отверстия, чтобы процветать в отсутствие Солнечный лучик или достаточное количество кислорода.
Но это могут быть не единственные ниши, обеспечиваемые вентиляционными отверстиями, в которых микробы влачат существование.
Новое исследование выявило род под названием Сульфуримонаскоторые могут не только процветать вокруг гидротермальных жерл, но и жить в более холодных и насыщенных кислородом шлейфах, изливающихся выше.
Эти дымчатые облака могут тянуться вверх на сотни метров и наружу на километры. Они возникают, когда горячая магма смешивается с холодной морской водой, и содержат совершенно другой набор химических веществ, чем гидротермальные жерла, из которых они возникают.
Сульфуримонас известно, что он является доминирующим игроком вокруг гидротермальных жерл, легко выживает в теплой и обедненной кислородом воде и использует сульфид, выбрасываемый из жерл, для получения энергии, но эти новые данные предполагают, что некоторые виды эволюционировали, чтобы фактически подняться вместе с шлейфами.
Предыдущие исследования брали пробы с вершин гидротермальных плюмов и обнаруживали генетические признаки Сульфуримонас, но считалось, что бактерии на самом деле не растут в облаке. Считалось, что шлейфы слишком холодные и пропитаны кислород.
«Предполагалось, что [the bacteria] были смыты туда из среды, связанной с жерлами на морском дне», объясняет морской микробиолог Массимилиано Молари из Института Макса Планка в Германии.
«Но мы задавались вопросом, могут ли шлейфы действительно быть подходящей средой для некоторых членов Сульфуримонас группа.»
Отбор проб гидротермальных шлейфов – сложная работа. Требуются экспедиции в отдаленные районы океана, где постепенно раздвигаются границы тектонических плит.
Эти регионы нелегко найти, и даже когда они найдены, отбор проб гидротермального шлейфа затруднен, когда он находится на глубине более 2500 метров (около 8200 футов) ниже арктического морского льда или белых шапок бурных волн.
Нынешнее исследование является первым, в котором напрямую проверяется, обеспечивают ли вершины этих шлейфов подходящую среду обитания для Сульфуримонас.
Отбор проб производился в центральной части Северного Ледовитого океана, а также в южной части Атлантического океана.
Секвенирование генома раскрытый один особый вид, называемый Сульфуримонас сливакоторый был «глобально распространен и активен в холодных (менее 0–4 градусов по Цельсию), насыщенных кислородом и богатых водородом гидротермальных шлейфах».
В отличие от других видов Сульфуримонас, С. плюмаВ геноме обнаружены признаки аэробного метаболизма, рост которого зависит от кислорода.
Бактерия также, по-видимому, потеряла способность восстанавливать нитраты, которые этот род обычно использует вместо кислорода, живя вокруг гидротермальных источников.
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, какие металлы и соединения способствуют С. плюмаs в почти замерзающих шлейфах дрейфующего материала, но, согласно новым результатам, это кажется подходящей средой для жизни и размножения бактерий.
Считается, что другие признаки бактерий в гидротермальных шлейфах исходят из окружающей морской воды, а не из гидротермальных жерл. Это может быть правдой С. плюма, но может быть и так, что эта бактерия является «переходным» видом. Это могло бы объяснить, как некоторые из древнейших форм жизни в океане (возможно, более 4 миллиардов лет) эволюционировали, чтобы уйти от гидротермальных жерл и поселиться в другом месте.
«Мы считаем, что гидротермальный шлейф не только рассеивает микроорганизмы из гидротермальных жерл, но также может экологически связать открытый океан с местами обитания на морском дне». говорит Молари.
«Наш филогенетический анализ показывает, что Сульфуримонас плюма мог произойти от предка, связанного с гидротермальными источниками, который приобрел более высокую толерантность к кислороду, а затем распространился по океанам».
Молари и его коллеги сказать их результаты открыли «новые парадигмы в микробной экологии» моря, открыв новую нишу для многочисленных бактерий, обитающих в океанах по всему миру.
Исследование было опубликовано в Природная микробиология.