Zajednice mikroba posebno su aktivne u blizini hidrotermalnih izvora poput onih u bazenu Guaymas u Kalifornijskom zaljevu. Tim istraživača već godinama radi na razumijevanju ovih zajednica. Organski materijal nataložen u bazenu Guaymas kuha se pomoću izvora toplote iz Zemlje. Pod utjecajem toplote taj materijal se razgrađuje u sirovu naftu i prirodni plin. Njihove komponente osiguravaju primarni izvor energije za mikroorganizme u inače neprijateljskom okruženju. U svojoj najnovijoj studiji, istraživači su pokazali da arheje koriste prethodno nepoznati mehanizam za razgradnju tekućih naftnih alkana na visokim temperaturama bez prisutnosti kisika.
Alkani su vrlo stabilni spojevi ugljika i vodika. Oni su prirodni sastojci prirodnog plina i sirove nafte. Sirovu naftu ljudi rafiniraju u goriva poput benzina i kerozina. Ekološke katastrofe događaju se iznova zbog nesreća tijekom vađenja sirove nafte. Najbolji primjer bila je nesreća na platformi za bušenje Deepwater Horizon, koja je uzrokovala ozbiljnu ekološku štetu u Meksičkom zaljevu zbog toksičnih efekata spojeva sirove nafte poput tekućih alkana. U prisutnosti kisika, mikroorganizmi mogu brzo razgraditi mnoge komponente sirove nafte, između ostalih i alkane. Međutim, bez reaktivnog kisika razgradnja je znatno teža. Organizmi koji imaju ovu sposobnost nisu opširno istraženi. Posljednjih godina, međutim, pronađeni su dokazi da arheje mogu koristiti do sada nepoznat mehanizam za to, koji se zasniva na novootkrivenim varijantama ključnog enzima metanogeneze i anaerobne razgradnje metana, metil-koenzim M reduktaze (MCR). Geni koji kodiraju te enzime pronađeni su u mnogim uzorcima iz okoliša. Međutim, nedostajale su laboratorijske kulture mikroba koje bi mogle ilustrirati funkciju ovih enzima. Nova laboratorijska studija Hanne Zehnle i njezinih kolega sprovela je upravo takve eksperimente.
Tim je koristio sedimente iz 2000 metara dubokog bazena Guaymas u Kalifornijskom zaljevu. Posebni geološki uvjeti koji ovdje postoje uključuju visoke temperature, tekuće komponente sirove nafte i anaerobno okruženje na malim dubinama sedimenta, što se obično može naći samo u dubokim naftnim rezervoarima kojima je teško pristupiti.
U laboratorijama Univerziteta u Bremenu istraživači su pripremili kulture s tekućim alkanima i pustili ih da rastu anaerobno, tj. bez kisika, na visokim temperaturama (70 stepeni Celzijusa). Pomoću DNK i RNK analize, u kulturama su detektovali arheje iz roda Candidatus Alkanophaga. Ove arheje koriste varijante MCR-a za razgradnju alkana. Međutim, reakciju razgradnje nafte arheje obavljaju uz pomoć bakterija iz roda Thermodesulfobacterium, koje obavljaju reakciju respiracije u obliku redukcije sulfata (jer nema kisika). Ove bakterije s arhejama tvore guste konzorcije.
Metanogeneza je jedan od najstarijih poznatih metaboličkih procesa i dio je globalnog ciklusa ugljika. Laboratorijska studija Hanne Zehnle i njezinih kolega pokazuje da enzimi uključeni u ovaj proces također mogu iskoristiti tekuće (a time i otrovne) ugljikovodike što naglašava važnost ovog puta za globalni ciklus ugljika.
Izvor: ScienceDaily
Prevod: AbrašMEDIA