Arsenik dýchající život objevený v Pacifiku

Vědci fixují linku na přístroji, který pumpuje velké objemy mořské vody, aby extrahoval DNA. Přístroj nalevo měří vlastnosti, jako je teplota, slanost a hloubka a shromažďuje menší vzorky mořské vody. Obrázek přes oceánografickou instituci Noelle Held / Woods Hole.

Arsen je smrtící jed pro většinu živých věcí, ale nový výzkum zjistil, že mikroorganismy v oblasti s nízkým obsahem kyslíku v Tichém oceánu dýchají arzénem.

University of Washington profesor oceánografie Gabrielle Rocap je spoluautorem studie, publikované 29. dubna 2019, v recenzovaném časopise Proceedings of National Academy of Sciences . Rocap ve svém prohlášení řekl:

Dlouho jsme věděli, že v oceánu je velmi nízký obsah arsenu. Myšlenka, že by organismy mohly používat arsen, aby si vydělala na živobytí - je to zcela nový metabolismus pro otevřený oceán.

Tým analyzoval vzorky shromážděné během výzkumné plavby v roce 2012 do tropického Pacifiku u pobřeží Mexika. Vzorky mořské vody pocházely z oblasti pod povrchem, kde kyslík téměř chybí. Rocap řekl:

V některých částech oceánu je sendvič s vodou, kde není měřitelný kyslík. Mikroby v těchto regionech musí použít jiné prvky, které působí jako akceptor elektronů k získání energie z potravy.

Fialový atom arsenu obklopený čtyřmi atomy kyslíku je arzenát (vlevo). Atomem arsenu obklopeným třemi atomy kyslíku je arsenit (vpravo). Studie našla důkazy o mořských organismech, které mohou přeměnit jeden na druhého, aby získaly energii v prostředích s nedostatkem kyslíku. Obrázek přes Wikimedia.

Genetické analýzy DNA extrahované z mořské vody našli dvě genetické dráhy, o nichž je známo, že přeměňují molekuly na bázi arsenu jako způsob, jak získat energii.

Podle vědců jsou mikroby objevené ve vodě pravděpodobně vzdáleně spojeny s mikroby dýchajícími arzenem, které se nacházejí v horkých pramenech nebo kontaminovaných místech na zemi.

Kalifornské Mono Lake má přirozeně vysoký obsah arsenu a je známo, že hostuje mikroby, které přežívají dýcháním arzenu. Organismy, které žijí v mořském prostředí, jsou pravděpodobně spojeny s těmi na pevnině. Obrázek přes Pixabay.

Biologové se domnívají, že strategie využití arzenu pro dýchání je pozdržením rané historie Země. Během období, kdy na Zemi vznikl život, byl kyslík ve vzduchu i v oceánu vzácný. Kyslík se v zemské atmosféře vyskytoval teprve poté, co se fotosyntéza rozšířila a přeměnila plynný oxid uhličitý na kyslík. Časné formy života musely získat energii pomocí jiných prvků, jako je arsen, který byl v té době pravděpodobně častěji v oceánech.

Jaclyn Saunders, postdoktorand v oceánografické instituci Woods Hole, je prvním autorem studie. Ona řekla:

Našli jsme genetické podpisy cest, které stále existují, zbytky minulého oceánu, které byly dodnes udržovány.

Populace dýchající arsenem mohou opět růst v důsledku změny klimatu. Předpokládá se, že oblasti s nízkým obsahem kyslíku se rozšíří a předpokládá se, že rozpuštěný kyslík klesne v mořském prostředí. Rocap řekl:

Pro mě to jen ukazuje, kolik je stále v oceánu, které nevíme.

Sečteno a podtrženo: Vědci objevili mikroorganismy, které dýchají arzén.

Zdroj: Kompletní respirační cyklus na bázi arsenu v mořských mikrobiálních komunitách pelagických zón s nedostatkem kyslíku

Přes University of Washington