Bakterie na rauszu, czyli nowe spojrzenie na cykl węglowy

Głęboko pod ziemią, w beztlenowych i ekstremalnych warunkach, żyją drobnoustroje pełniące ważną funkcję w obiegu węgla. Wśród nich znajdują się takie, które – wykorzystując łatwo przyswajalne związki chemiczne – produkują metan. Nowe badania wskazują, że ich działanie może mieć większy wpływ na globalne emisje tego gazu, niż wcześniej sądzono.

Do tej pory wiadomo było, że niektóre organizmy potrafią przekształcać wodór i dwutlenek węgla w metan. Teraz naukowcy sugerują, że ważny w tym procesie jest bardzo prosty związek organiczny przypominający kwas mrówkowy. Zmienia się on w metanol oraz dwutlenek węgla, co określa się procesem produkcji metanu z udziałem metanolu. Ta reakcja w naturze zachodzi rzadko – m.in. podczas rozkładu materii organicznej – gdyż wymaga dużo energii.

Przełomowym odkryciem było to, że potrafi ją przeprowadzić bakteria Zhaonella formicivorans. Niestety, gdy metanol się zgromadzi do pewnego poziomu, hamuje dalsze reakcje. Na szczęście, inny mikroorganizm – Methermicoccus shengliensis – szybko przekształca go w metan, umożliwiając kontynuację przemiany. Oba drobnoustroje zatem współpracują: jeden wytwarza substancję, która dla niego jest bezużyteczna, ale stanowi cenny surowiec dla drugiego. Tę formę wzajemnego wsparcia zaobserwowano już wcześniej przy wymianie wodoru, prostych związków organicznych czy elektronów.

Odkrycie nowej ścieżki wytwarzania metanu ma istotne znaczenie. Po pierwsze, dowodzi, że mikroorganizmy mogą wykorzystywać metanol w sposób bardziej elastyczny niż w trakcie dotychczas znanych procesów, które wymagają bardzo niskich stężeń wodoru. Analiza materiału genetycznego pobranego z różnych środowisk wykazała, że organizmy zdolne do takiej przemiany występują w wielu ekosystemach – od kominów hydrotermalnych po jeziora i złoża ropy naftowej. Fakt, że życie istnieje w tak surowych warunkach, sugeruje, iż podobne procesy mogą zachodzić także poza Ziemią, na przykład w podpowierzchniowych oceanach Europy – księżycu Jowisza, czy na Enceladusie – księżycu Saturna.

Po drugie, poznanie tego mechanizmu może mieć zastosowania praktyczne – na przykład w usprawnianiu produkcji biogazu czy oczyszczaniu ścieków. Współpraca między mikroorganizmami otwiera nowe możliwości w inżynierii środowiskowej, pomagając lepiej zarządzać zasobami naturalnymi, czyli wpłynąć na zmniejszenie emisji metanu do atmosfery.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.