Desulforudis audaxviator

Desulforudis audaxviator

? Desulforudis audaxviator
Desulforudis audaxviator под микроскопом
Научная классификация
Царство: Бактерии Тип: Firmicutes Класс: Clostridia Порядок: Clostridiales Семейство: Peptococcaceae Род: Candidatus Desulforudis Вид: Candidatus Desulforudis audaxviator
Латинское название
Desulforudis audaxviator Chivian et al. (2008)
[{{fullurl:wikispecies:{{{wikispecies}}}|uselang=ru}} Систематика на Викивидах] [{{fullurl:commons:Special:Search/{{{wikispecies}}}|uselang=ru}} Поиск изображений на Викискладе] NCBI 471827

Desulforudis audaxviator — уникальный вид экстремофильных анаэробных бактерий, живущих на глубинах от 1,5 км до 3 км ниже поверхности земли в грунтовых водах, способных существовать обособленно от каких-либо других живых организмов.

Описание

Desulforudis audaxviator была обнаружена в 2002 году в пробах воды в золотодобывающей шахте Мпоненг (Mponeng) в Южной Африке недалеко от Йоханнесбурга на глубине 2,8 км^[1]. Длина Desulforudis audaxviator составляет приблизительно четыре микрометра. Этот вид не нуждается в солнечном свете и получает энергию в ходе восстановительной реакции с участием сульфата (SO₄^2-) и водорода, образующегося в результате распада радиоактивных изотопов урана, тория и калия, содержащихся в горных породах^[2]. Desulforudis audaxviator не способна утилизировать кислород или хотя бы защищаться от его токсичного действия.

Бактерия была изолирована от поверхности Земли в течение нескольких миллионов лет, приспособившись к выживанию в экстремальных условиях — при температурах более 60 °C и рН 9,3^[3]. Таким образом Desulforudis audaxviator является одновременно термофильным и алкалифильным микроорганизмом.

Desulforudis audaxviator является на сегодняшний день единственным видом, представляющим собой самодостаточную экосистему, способную самовоспроизводиться без всякого контакта с остальной земной биосферой. Поскольку окружающая среда на таких глубинах похожа на раннюю Землю, это дает основания строить предположения о том, какие организмы существовали до возникновения кислородной атмосферы.

Исследования

В ходе исследований выяснилось что в геноме Desulforudis audaxviator насчитывается 2157 генов, кодирующих белки. В частности, были обнаружены^[4]:

• полный набор генов для сульфатредукции (окисления органических соединений или молекулярного водорода в анаэробных условиях);
• набор гидрогеназ — ферментов, позволяющих утилизировать молекулярный водород (который используется многими анаэробными микробами в качестве донора электрона в окислительно-восстановительных реакциях);
• набор белков-транспортеров для перекачки готовых органических соединений — сахаров и аминокислот — из внешней среды в клетку (это значит, что бактерия может вести себя не только как автотроф, но и как гетеротроф).
• белки для автотрофного метаболизма, позволяющие использовать в качестве источника углерода углекислый газ (CO₂), угарный газ (CO) и формиат (HCOO^-);
• полный набор ферментов для синтеза всех 20 аминокислот;
• гены, необходимые для формирования спор с плотной оболочкой (это, очевидно, позволяет бактерии переживать периоды, когда условия становятся критическими);
• гены, обеспечивающие образование жгутиков, при помощи которых микроб может передвигаться;
• гены различных рецепторов и систем передачи сигналов, то есть того, что заменяет микробам органы чувств и нервную систему (по-видимому, Desulforudis audaxviator распознает, где выше концентрация дефицитных веществ, и плывёт в установленном направлении);
• белки для транспорта аммония (NH4⁺) из внешней среды. В исследованных пробах концентрация аммония достаточно высока, чтобы полностью обеспечить микробов азотом, но, по всей видимости, так бывает не всегда. Поэтому у Desulforudis audaxviator имеется фермент нитрогеназа — позволяющий осуществлять азотфиксацию, то есть превращать молекулярный азот в удобные для переваривания живой клеткой азотистые соединения (прежде всего — в тот же аммоний).

Предполагают, что значительную долю своих генов Desulforudis audaxviator получила от архей (другого царства живых существ) путём горизонтального переноса.

По имеющимся оценкам, бактерии, обитающие в подобных условиях, из-за острого дефицита ресурсов должны расти и размножаться невероятно медленно. Ученые не исключают, что между двумя клеточными делениями у таких микробов могут проходить сотни и даже тысячи лет.

Вероятно, что в ходе дальнейших исследований Desulforudis audaxviator будут разрешены некоторые вопросы, относящиеся к проблеме происхождения жизни на Земле.

Примечания

1. ↑ Membrana.ru: Обнаружены новые бактерии-экстремофилы
2. ↑ World-science.net: Strange, underworld microbes raise hopes for alien life
3. ↑ Membrana.ru: Невероятные затворники процветают в золотой тьме
4. ↑ Elementy.ru: В недрах земли найден микроб, живущий сам по себе