Европейские ученые открыли новый вид бактерий, способный жить в шлейфах подводных гидротермальных источников. Это меняет понимание того, какие роли выполняют некоторые бактерии в подводных экосистемах. Исследование опубликовано в журнале Nature Microbiology.
На стыке тектонических плит на дне океана находятся гидротермальные источники. В этих участках океана в воде очень мало кислорода, зато много металлов: железа, марганца или меди. В некоторых источниках также содержатся метан, сульфиды, водород. Когда горячая вода источников смешивается с окружающей морской водой, более холодной и богатой кислородом, образуются шлейфы гидротермальных источников. Они напоминают темный дым и состоят из частиц сульфидов металлов. Такие шлейфы могут подниматься на несколько сотен метров над морским дном. Казалось бы, шлейфы гидротермальных источников — не самое подходящее место для жизни, но в таких «черных курильщиках» обитает множество бактерий.
Европейские ученые исследовали бактерий рода Sulfurimonas. Ранее было известно, что они обитают в средах с низким содержанием кислорода, однако их присутствие биологи иногда фиксировали в шлейфах гидротермальных источников, где кислорода больше. Ученые отправились в экспедиции в Центральную Арктику и в южную часть Атлантического океана. Там они собрали образцы из гидротермальных источников, которые никогда раньше не изучались. Сбор образцов был трудной задачей, так как шлейфы гидротермальных источников находились на глубине более 2500 м, под арктическим льдом или в штормовых зонах. Тем не менее в собранных образцах воды ученые сумели рассмотреть видовой состав бактерий и исследовали их метаболизм.
В результате биологи открыли новый вид бактерий, который еще не был культивирован, —Sulfurimonas pluma. Эти бактерии обитают в холодных насыщенных кислородом шлейфах гидротермальных источников. В качестве источника энергии эти бактерии использовали водород, содержащийся в шлейфе, а не сульфиды, как другие представители рода. Ученые также исследовали геном нового вида бактерий и обнаружили, что он был сокращен. У них отсутствуют гены, типичные для родственных видов бактерий, но присутствуют другие, которые позволяют выживать в динамической среде гидротермальных источников.
Ученые считают, что изначально вид Sulfurimonas pluma появился, когда шлейф вымыл его предшественников из самих гидротермальных источников. Как они предполагают, шлейфы могут выступать экологической связующей между открытым океаном и морским дном. Филогенетичекий анализ Sulfurimonas pluma показал, что эта бактерия произошла от обитателей гидротермальных источников, но приобрела устойчивость к повышенному уровню кислорода.
Изучив другие подводные шлейфы, авторы работы пришли к выводу, что Sulfurimonas pluma живет в похожих условиях по всему миру. Ее экологическая ниша — холодные подводные шлейфы, насыщенные кислородом и богатые водородом. Это открытие позволяет предположить, что бактерии рода Sulfurimonas играют гораздо более важную роль в подводных экосистемах, чем считалось ранее.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
