Мікроби на дні солоного озера розповіли про стародавні біогеохімічні цикли

На дні солоного озера Лагуна Ла Брава в пустелі Атакама вчені знайшли незвичайну мікробну спільноту. Зазвичай у складі мікробних матів - багатошарових мікробних спільнот, які беруть участь у формуванні порід - переважають фотосинтезуючі ціанобактерії, проте в Ла Брава їх місце зайняли археї і бактерії, нездатні до фотосинтезу. Екстремальні умови життя в солоних озерах пустелі Атакама можуть допомогти відтворити примітивні біогеохімічні цикли і показати різноманітність перших екосистем, які з'явилися на Землі, вважають автори, які опублікували роботу в.

Лагуна Ла Брава входить до складу солончака Салар-де-Атакама - другого за величиною солончака в світі, який знаходиться в оточеній горами пустелі Атакама на території Чилі. Озеро характеризується високою солоністю і великою кількістю розчинених іонів - літію, миш'яку, магнію і кальцію. Оскільки озеро знаходиться в горах, воно піддається дії великих доз ультрафіолету. Незважаючи на екстремальні умови існування, в ньому утворилося кілька розвинених екосистем, у тому числі мікробні мати - багатошарові структури, що представляють собою спільноти мікроорганізмів з поділом функцій залежно від того, в якому шарі вони мешкають.

Мікробні матюки вважаються першими з'явилися на Землі екосистемами. Традиційно такі матюки формуються за участю ціанобактерій - фотосинтезуючих бактерій, які фіксують вуглець і постачають розташовані нижче шари поживними речовинами і киснем. Найнижчі шари бактеріальних матів займаються мінералізацією органічних залишків, тому в результаті їх діяльності формуються породи. «Пам'ятником» ціанобактеріальним спільнотам, які існували кілька мільярдів років тому, є строматоліти - слоїсті кам'яні споруди.

Дослідження вчених з Аргентини, Чилі і США дозволяє припустити, що не тільки ціанобактерії брали участь у стародавніх процесах мінералізації. Аналіз мікробної спільноти в Ла Брава показав, що місце ціанобактерій там зайняли інші групи мікроорганізмів - кілька груп архей і бактерій.

Оскільки більшість екстремофілів не піддаються культивуванню, склад спільноти вивчали за допомогою секвенування ДНК мікробів. Серед мешканців мікробного мату опинилися представники груп архей і, і бактерій, і. Ціанобактерій там практично не виявилося, як і інших фотосинтезуючих мікроорганізмів.

Більшість з них погано вивчені, тому про метаболізм цих мікроорганізмів можна здогадуватися тільки за представленістю генів, що кодують ті чи інші ферменти. Так, замість фотосинтезу бактерії, мабуть, фіксують вуглець через ацетат. «Дихають» представники мікробної спільноти, окисляючи і відновлюючи з'єднання сірки. Ймовірно, умови життя на дні Лагуна Ла Брава - брак кисню і жорстке ультрафіолетове випромінювання - нагадують умови життя на Землі мільярди років тому.

Ми розповідали і про інші мікроорганізми, що мешкають у незвичайних місцях - наприклад, снігові водорості та екстремофіли, що населяють пральні машини.