Microbi din adâncurile oceanului pot produce oxigen fără lumina soarelui

Pentru cea mai mare parte a vieții de pe Pământ, oxigenul este esențial, iar lumina soarelui este de obicei necesară pentru a produce acel oxigen. Surprinzător, cercetătorii au surprins un microb obişnuit care trăieşte în ocean şi care încalcă toate regulile.

Oamenii de știință au descoperit că un microb numit Nitrosopumilus maritimus și câțiva dintre „verii” săi, numiți archaea oxidantă a amoniacului (ammonia oxidizing archaea-AOA), sunt capabili să supraviețuiască în medii întunecate, sărace în oxigen, producând oxigen pe cont propriu. Ei fac acest lucru folosind un proces biologic care nu a mai fost observat până acum.

Deși s-a stabilit anterior că acești microbi pot trăi în medii în care oxigenul este limitat, nu a fost clar cum ajung până acolo și cum rămân în viață atâta timp. Aceasta a fost sursa de inspirație care a stat la baza acestei noi cercetări.

Credit: Lewis Mulatero/Stone/Getty Images

„Acești microbi sunt cu adevărat abundenți în oceane, acolo unde au un rol important în ciclul azotului.

Pentru aceasta ei au nevoie de oxigen, așa încât ne confruntam cu o problemă de lungă durată privind de ce sunt atât de abundenţi în apele în care nu există oxigen. Ne-am gândit dacă s-ar putea să stea acolo, pur și simplu, fără vreun rol anume. Ar putea fi un fel de celule fantomă?”, a declarat microbiologul Beate Kraft de la University of Southern Denmark.

Trebuie să știți că într-o găleată cu apă din ocean fiecare a cincea celulă va fi unul dintre aceste organisme.

Cercetătorii au îndepărtat microbii din habitatul lor natural și i-au transferat în laborator pentru o analiză mai atentă a ceea ce se întâmplă atunci când oxigenul disponibil se epuizează și nu există lumină solară care să producă oxigen nou. Practic, același scenariu se întâmplă atunci când N. maritimus trece din apele bogate în oxigen în apele sărăcite în oxigen.

Ceea ce au descoperit cercetătorii a fost ceva neașteptat: microorganismele și-au produs propriul oxigen pentru a crea nitriți, cu azot gazos (dinitrogen) ca produs secundar.

„Am văzut cum au consumat tot oxigenul din apă și apoi, spre surprinderea noastră, în câteva minute, nivelul de oxigen a început să crească din nou. A fost foarte interesant”, a declarat geobiologul Don Canfield de la University of Southern Denmark.

În acest moment cercetătorii nu sunt siguri cum reușesc microbii acest truc. Deşi cantitatea de oxigen produsă este relativ mică (suficientă doar pentru propria lor supraviețuire), pare să fie diferită de puținul oxigen rezultat în urma unor procese fără lumina soarelui despre care se știe deja.

Ceea ce arată noul proces este că producția de oxigen din N. maritimus este legată de producția sa de azot gazos. Microbii transformă cumva amoniacul (NH3) în nitrit (NO2), un proces pe care îl folosesc pentru a metaboliza energia într-un mediu sărăcit de oxigen.

La rândul său, acest lucru le impune să își producă propriul oxigen, din care cercetătorii au detectat urme, împreună cu produsul secundar azot gazos (N2).

Acest proces elimină azotul disponibil din mediul înconjurător și aceasta este o modificare în ciclul azotului, care stă la baza tuturor ecosistemelor. Această constatare ar putea avea consecințe „de anvergură”, dar necesită mai multe investigații.

„Dacă acest stil de viață este larg răspândit în oceane, atunci cu siguranță ne obligă să reanalizam concepţia actuală privind ciclul azotului marin.

Următorul meu pas este să investighez fenomenul pe care l-am observat în culturile noastre de laborator in apele sărace în oxigen provenite din diferite zone oceanice din întreaga lume”, a declarat Kraft.

Cercetarea a fost publicată în Science.

Traducere după Microbes in The Ocean Depths Can Make Oxygen Without Sun. This Discovery Could Be Huge