„Marsjańskie" mikroby na Ałtaju

Rosyjscy naukowcy odkryli w Ałtaju niezwykłe światłoczułe bakterie, które mogą żyć w wodach najbardziej zasolonych jezior na Ziemi i innych planetach. Ich opis i możliwe zastosowania zostały opublikowane w czasopiśmie Frontiers in Microbiology.

„Te mikroby zajmują niezwykłą niszę ekologiczną. Żyją na dnie jeziora wraz z fotosyntetycznymi niebiesko-zielonymi algami tolerującymi duże stężenia soli i alkaliów. Nazwaliśmy je Omegą ze względu na niezwykły kształt, który mogą przyjmować w pewnych warunkach" — mówi Maria Muntian z Instytutu Naukowo-Badawczego Biologii Fizycznej i Chemicznej Uniwersytetu Moskiewskiego, której słowa cytuje biuro prasowe uniwersytetu.

Mars na Ziemi

Tak zwane ekstremofile zdolne do przetrwania w ekstremalnie wysokich i niskich temperaturach, w warunkach ciągłego braku pokarmu i tlenu, są uważane za prototyp „marsjańskich" i innych „kosmicznych" mikroorganizmów. Na przestrzeni wielu dziesięcioleci naukowcy znajdują i badają takie mikroby, próbując ustalić, czy najbardziej odporne z nich mogą przetrwać na Marsie lub podobnych do Ziemi egzoplanetach w granicach „strefy życia".

Odkryli na przykład, że archeony gatunku Sulfolobus islandicus wolą żyć w bardzo kwaśnej wodzie źródeł geotermalnych, gdzie temperatura może sięgać nawet 80 stopni Celsjusza. Inne „kosmiczne" mikroby i jednokomórkowe glony znalezione niedawno w jednym z jezior słonych w Hiszpanii i na Antarktyce, mogą żyć w bardzo gęstej solance w bardzo niskich temperaturach zbliżonych do marsjańskich.

Muntian i jej koledzy znaleźli kolejny przykład podobnych „pozaziemskich" bakterii, badając mikroby żyjące w słonych jeziorach na równinie Kulundinskiej położonej w północnej części Kraju Ałtajskiego.

Naukowcy podkreślają, że miejscowe jeziora zawierają nie tylko duże ilości soli, ale również sodu. Dzięki temu panują w nich dość nietypowe warunki — wysoki poziom zasolenia połączony z wysokim alkalicznym pH. Jedno i drugie wyjątkowo źle znoszą zarówno mikroby, jak i wielokomórkowe istoty.

Alfa i Omega

Jak podkreśla Muntian, mimo to dość powszechne są różne fotosyntetyzujące cyjanobakterie, które nauczyły się żyć w takich „pozaziemskich" warunkach. Badając takie mikroby żyjące w ałtajskich jeziorach, rosyjscy biolodzy natrafili na kolejnego ekstremofila — bakterię Cyclonatronum proteivorans odgrywającą rolę swego rodzaju „oczyszczacza".

Pobierając próbki z jednego z takich jezior w 2011 roku, biologowie z Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego próbowali wyhodować własną kolonię cyjanobakterii sodowych, tworząc analogiczne warunki w swoim laboratorium i przetrzymując w nich mikroby przez dwa lata.

Kiedy kolonie drobnoustrojów stały się dość zauważalne, naukowcy ze zdumieniem znaleźli w probówkach nie tylko komórki fotosyntetyzujących ekstremofili, ale również nieznane nauce organizmy, których kształt przypomina grecką literę „omega” a także haczyki i zawijasy.

Jak pokazała analiza genomu, te mikroby nie potrafiły „odżywiać się" światłem, jak cyjanobakterie. Pozyskują składniki odżywcze, przetwarzając białka z martwych komórek swoich sąsiadów. Inne rodzaje żywności — cukry i tłuszcze — nie były im dostępne. Jednocześnie były w stanie chłonąć fotony i wykorzystywać ich energię do przesyłu różnych jonów ze środowiska do siebie i na odwrót.

Naukowcy uważają, że ta cecha „omeg" pozwala im żyć w gęstej solance i magazynować energię w postaci nadmiaru jonów sodu i innych jonów metali „pompowanych" do komórki za pomocą światłoczułych białek. Dalsze badania tych mikrobów według Muntian pomogą znaleźć ich zastosowanie w przemyśle i chemii eksperymentalnej. Naukowców szczególnie interesują enzymy zdolne do funkcjonowania w środowisku zasadowym — podsumowują autorzy artykułu.