Dokonał światowego przełomu. Naukowiec zostawił eksperyment w zlewie
Bakterie zjadające metale był nieuchwytne przez ponad 100 lat, chociaż naukowcy podejrzewali ich istnienie. W końcu udało się "przyłapać" je, kiedy jeden z badaczy przypadkowo zostawił jeden ze swoich eksperymentów w zlewie.
20.07.2020 13:04
Mikrobiolog Jared Leadbeater wrócił do swojego gabinetu po raz pierwszy od miesięcy i znalazł w nim coś dziwnego. Kremowy związek węglanu manganu (MnCO3), pokrywający szkło, które pozostawił namoczone w zlewie, pociemniał. Był to dowód na to, że zaszła reakcja utleniania, jednak coś musiało ją wywołać.
- Zacząłem się zastanawiać, czy od dawna poszukiwane mikroby mogą być odpowiedzialne - wyjaśnił Leadbeater w artykule opublikowanym w Nature. - Więc systematycznie przeprowadzaliśmy testy, aby to sprawdzić.
Leadbeater i jego zespół pokryli więcej słoików MnCO3, a niektóre z nich wysterylizowali za pomocą gorącej pary, co zapewniło stabilność związku. Zawarty w nich związek manganu nie ściemniał (nawet w przeciągu roku), ale próbki, które nie zostały wysterylizowane już tak.
To potwierdziło podejrzenia, że to, czego szukali, da się zniszczyć gorącą parą. Badacze tym sposobem wyhodowali 70 gatunków bakterii, ale po kolejnych testach większość z nich została wykluczona z podejrzeń. Jedynie dwie z nich mogły być długo poszukiwanymi "zjadaczami" metali.
Były to bakterie Nitrospirae, które zwykle mają kształt półksiężyca oraz betaproteobacterium w kształcie pręcika. Wiadomo, że krewni obu tych gatunków bakterii żyją w wodach gruntowych.
Kolejne testy pokazały, że żaden z tych dwóch rodzajów samodzielnie nie jest w stanie rozłożyć węglanu manganu. Dopiero bakterie wspólnie działające w jednym środowisku doprowadzały do utlenienia związku. Dlaczego?
Naukowcy doszli do wniosku, że bakterie wykorzystywały energię elektronów manganu do zmiany CO2 w użyteczny węgiel, tak jak rośliny wykorzystują światło słoneczne do przekształcania CO2 i wody w cukry i tlen podczas fotosyntezy.
Ten proces nazywa się chemosyntezą i chociaż wiadomo, że zachodzi przy użyciu innych metali, po raz pierwszy zaobserwowaliśmy, jak komórki wykorzystują mangan w ten sposób. Naukowcy po raz pierwszy znaleźli takie bakterie, chociaż podejrzewali już 100 lat temu, że mogą istnieć.
- To odkrycie wypełnia poważną lukę w naszym rozumieniu powstawania i obiegu pierwiastków na Ziemi. Pozwala również lepiej zrozumieć, w jaki sposób pospolity metal przejściowy (mangan), wpłynął na ewolucję życia na planecie - wyjaśnił geobiolog z Caltech Woodward Fischer, który nie był zaangażowany w badanie.
