Глубоководные моллюски работают на водороде
В Атлантическом океане на глубине ученые нашли моллюсков, которые живут в симбиозе с бактериями. Эти бактерии научились использовать в качестве энергии для хемосинтеза водород. На этой же водородной энергии живут и моллюски. Человечеству есть, чему у них поучиться.
Группа ученых под руководством доктора Джиллиан Петерсен (Jillian Petersen) из Института морской микробиологии Общества Макса Планка обнаружила уникальных моллюсков группы Bathymodiolus, обитающих на дне Атлантического океана на глубине более трех километров в районе гидротермального источника – черного курильщика Логачева. Бактерии, образующие с этими моллюсками симбиоз, используют в качестве энергии для хемосинтеза водород. До сих пор были известны организмы, использующие для этих целей лишь соединения серы и метан.
Черные курильщики
Черные курильщики – удивительное природное явление, приуроченное к срединно-океаническим хребтам, – районам, где соединяются литосферные плиты. Раскаленная магма не успевает дойти до поверхности, зато вода, которая просачивается вдоль трещин, нагревается до огромных температур. Эта вода вырывается на поверхность в виде черных кипящих струй - черный цвет ей придают растворенные сульфиды, сульфаты и окислы металлов, в основном, меди и железа. Но самое удивительное, что в таких экстремальных условиях обитают живые организмы – причем, не только бактерии, но и огромные черви с ярко-красными щупальцами и белыми трубками - рифтии (Riftia) и моллюски.
«Открытие черных курильщиков в 1977 году полностью перевернуло представления ученых о том, как живые организмы могут получать энергию. Таких источников оказалось два – это метан и соединения, содержащие серу. Нам удалось обнаружить еще один источник – водород», - пишут авторы исследования в статье, опубликованной в последнем номере журнала Nature. Все эти соединения используют в процессе хемосинтеза бактерии, живущие в симбиозе с обитателями черных курильщиков и поставляющие им питательные вещества.
Моллюски на водороде
Когда Джиллиан Петерсон и ее коллеги обнаружили моллюсков Bathymodiolus в районе гидротермального источника Логачева, они при помощи масс-спектрометрического метода выяснили, как в этом месте распределены химические вещества. Оказалось, что водород там активно поглощается. Тогда ученые перенесли моллюсков в лабораторию, чтобы выяснить, имеют ли те отношение к поглощению водорода. Поместив ткани моллюсков вместе с их симбионтами-бактериями в воду, ученые убедились, что эти симбиотические организмы, действительно, поглощают водород.
Затем исследователи выяснили, какой ген бактерии-симбионта отвечает за синтез фермента, обеспечивающего поглощение водорода. Оказалось, что тот же самый ген присутствует и у других обитателей черных курильщиков. Например, у бактерий, живущих в симбиозе с гигантскими червями - рифтиями, которые, правда, почему-то водород для хемосинтеза не используют.
Сегодня развитие водородной энергетики - это основной путь, с помощью которого человек может решить проблему углеводородной зависимости и разобраться с потеплением климата, подчеркивают ученые. Ведь водород – это идеальное топливо. При его сжигании, образуется один-единственный продукт – водяной пар. Удивительно, продолжает Петерсон, что водород в качестве источника энергии так виртуозно используют моллюски.