Микробы в гидротермальных источниках Красного моря демонстрируют, как жизнь и геология влияют друг на друга

от

Исследование под руководством профессора Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST) Александра Розадо открыло необычный микробный мир в гидротермальных полях Хатиба Монс в центральном Красном море. Это место было впервые обнаружено одним из его соавторов и коллег, доцентом Фрукие М. ван дер Зван.

Исследование представляет первый «геномно-разрешённый» анализ этих гидротермальных систем, позволяя получить беспрецедентное представление как о типах присутствующих микробов, так и о метаболических функциях, которые их поддерживают.

Исследование опубликовано в журнале Environmental Microbiome.

«Микробы из полей Хатиба Монс демонстрируют удивительную метаболическую универсальность», — говорит Шарафах Альталхи, аспирантка KAUST и ведущий автор исследования. «Понимая их функции, мы видим, как жизнь формирует свою среду, и как геология и биология глубоко переплетены в Красном море».

Поля Хатиба Монс были впервые задокументированы в 2023 году в ходе совместной экспедиции KAUST–GEOMAR, которая обнаружила низкотемпературные зоны гидротермальных источников и возвышающиеся железисто-оксидные холмы на глубине от 778 до 1450 метров.

Основываясь на этом открытии, в новом исследовании использовался геномно-разрешённый метагеномный анализ для реконструкции более чем 300 микробных геномов из пяти участков гидротермальных источников в комплексе Хатиба Монс, что позволило получить представление об уникальной экосистеме.

В отличие от традиционных генетических исследований, которые только показывают, какие микробы присутствуют, геномно-разрешённый анализ позволяет учёным определить, как эти микробы функционируют, чтобы выживать и вносить вклад в окружающую среду.

Исследовательская группа определила 314 микробных геномов, представляющих как бактерии, так и археи, многие из которых ранее были неизвестны науке. Анализ выявил неожиданную экосистему, в которой преобладают микробы, способные к циклическим процессам с железом, серой, азотом и углеродом. Эти функции управляют химическими превращениями, которые формируют среду гидротермальных источников и поддерживают микробную жизнь в экстремальных условиях.

«Что делает это место поистине исключительным, так это преобладание метаболизмов, основанных на железе, что разительно отличается от систем, основанных на сере и метане, обнаруженных в большинстве гидротермальных источников. Этот уникальный метаболический ландшафт делает гидротермальные источники Красного моря Хатиба естественной лабораторией для изучения жизни в экстремальных условиях и предлагает новое понимание микробных процессов, которые поддерживают устойчивость океана и глобальный круговорот углерода», — сказал Розадо.

Микробы, обнаруженные в Хатиба Монс, выполняют биогеохимические процессы, которые имеют основополагающее значение для систем Земли. Их способность окислять и восстанавливать железо, фиксировать углерод, а также метаболизировать серу и азот связывает микробную активность с химическими и минеральными циклами планеты.

Понимание этих метаболических сетей может помочь в разработке биотехнологических приложений, таких как извлечение металлов, производство биоэнергии и восстановление окружающей среды. Кроме того, изучение того, как микробы выживают в среде с высокой солёностью и температурой, даёт представление о том, как жизнь развивалась на ранней Земле и как она может существовать в аналогичных условиях в других частях Солнечной системы.

Предоставлено Университетом науки и технологий имени короля Абдаллы.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте