Огромное количество эндоспор термофильных бактерий рода Desulfomaculum обнаружили в донных осадках Северного Ледовитого океана (у берегов острова Шпицберген) германские океанологи. Как говорит руководитель работы доктор Кейси Хьюберт (Casey Hubert) из Института морской микробиологии Общества Макса Планка (Бремен, Германия), видовой состав этих сообществ очень походил на бактерии, обитающие в залежах нефти. «Эти бактерии анаэробы. А энергию они получают за счет окисления серы», — рассказывают авторы работы.
Термофилы в Арктике
Чтобы выяснить особенности жизни теплолюбивых бактерий в холодной Арктике, ученые провели эксперимент. Они собрали образцы грунта со дна нескольких фьордов из архипелага Свальбард, составляющего часть острова Шпицберген. Уже в лаборатории биологи нагревали образцы до 40−60°С. По словам доктора Хьюберта, они установили два значения оптимальной температуры для жизни изучаемых микроорганизмов — +22°С и +56°С. При таких значениях бактерии окисляли сероводород с максимальной скоростью. Но в донных осадках, где ученые обнаружили эндоспоры, температура значительно ниже — от -2°С до 4°С. Поэтому, собственно, в таких условиях бактерии и образовывали эндоспоры – впадали в анабиоз.
Арктика кишит эндоспорами
Следующий вопрос, который стоял перед учеными, – подсчитать количество арктических бактерий. Ведь важно было понять, случайное это явление или нет. Оказалось, что бактерии поступают во фьорды со скоростью 108 спор на 1 кв. м в год. А если площадь фьордов, где ученые обнаружили бактерии, примерно 1 тыс. кв. км, то нетрудно подсчитать, что только в районе архипелага Свальбард анаэробных бактерий накапливается 1017 в год.
Где же источник?
Такое количество термофильных бактерий указывает на то, что их источник достаточно мощный. А таких в мировом океане немного. В основном это районы срединно-океанических хребтов – разломов земной коры. В них могут находиться «черные курильщики» — потоки высокоминерализованной горячей воды. Возможно, они и выбрасывают термофильные бактерии в холодные воды Северного Ледовитого океана. В холодной воде хемосинтез у бактерий останавливается: энергию им брать больше неоткуда и жить в такой среде они не могут. Чтобы оставить себе хоть какой-нибудь шанс на выживание, они образуют эндоспоры, у которых все процессы жизнедеятельности останавливаются.
Какое-то время эндоспоры живут в ожидании подходящих значений температуры, а потом, естественно, не дождавшись, так в «спячке» и погибают.
Близко ли нефть?
Чтобы определить видовой состав сообществ эндоспор, ученые провели анализ их рибосомальных РНК. Доктор Хьюберт с коллегами пришел к выводу, что эти сообщества очень близки к сообществам бактерий, обитающих в нефтяных залежах. Сходство составляет, по словам авторов, 94%.
«Мы надеемся, что геологи заинтересуются результатами нашей работы и начнут поиски источников, поставляющих эти термофильные бактерии. Нам будет очень интересно узнать, что это все-таки — нефтяное месторождение или «черные курильщики», — говорит биолог.
Об исследованиях доктора Хьюберта и его коллег можно прочитать в последнем номере журнала Science.
