Исследователи из Германии показали, что пурпурные серобактерии могли внести существенный вклад в азотофиксацию в условиях, преобладающих в протерозойском океане. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Азот важен для всех форм жизни: он входит в состав белков, нуклеиновых кислот и других клеточных структур. Для развития жизни на ранней Земле было важно превращать газообразный динитроген в биологически доступную форму – аммоний. Однако неизвестно, кто именно осуществлял так называемую азотофиксацию на ранней Земле. Исследователи из Института морской микробиологии им. Макса Планка (Германия) изучили бактерии, способные фиксировать азот в таких же бесплодных условиях, как и в протерозойском океане. Исследователи заменили океан его современной средой: альпийским озером Каданьо в Швейцарии. В отличие от большинства других озер, верхние и нижние слои воды в Каданьо не смешиваются. Пурпурные серобактерии обитают в переходной зоне между верхним слоем, насыщенным кислородом, и нижним, бескислородным и сульфидным. Там они осуществляют фотосинтез и окисляют серу. «Это озеро и бактерии представляют собой систему, которая во многих аспектах напоминает протерозойский океан», — рассказывает Мириам Филиппи, одна из авторов исследования.
Используя комбинацию биогеохимических и молекулярных анализов, исследователи обнаружили, что пурпурные серобактерии в озере Каданьо очень эффективно фиксируют азот. Азотофиксация — превращение газообразного азота в соединения азота, которые могут использовать многие организмы. Выяснилось, что для азотофиксации бактерии используют самый распространенный в настоящее время фермент — нитрогеназу молибдена. Этот фермент не редкость, однако его присутствие в озере Каданьо удивило ученых. Это связано с тем, что в воде содержится очень мало молибдена — так же, как и в протерозойском океане. Это привело исследователей к выводу, что на ранней Земле преобладали немолибденовые нитрогеназы.
«Таким образом, мы дали первое доказательство того, что пурпурные серобактерии, возможно, принимали участие в азотофиксации в протерозойском океане», — заключает Филиппи.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
