Ученый-геолог из Аризонского государственного университета Эверетт Шок (Everett Shock) совместно с группой ученых из Университета штата Монтана раскрыл загадку на стыке геохимии и биологии.
Загадка, решения которой пока нет, заключается в следующем: почему микроорганизм, процветающий в горячем источнике, черпает энергию из низкокачественных источников, а не из богатых?
Шок, профессор геохимии в Школе исследования Земли и космоса АГУ и Школе молекулярных наук, долгое время изучал вопросы обитаемости в том, что касается жизни на Земле, а также потенциал жизни на других планеты.
«Команда выделила этот организм, принадлежащий к роду Acidianus, из горячего источника в Йеллоустонском национальном парке и культивировала его в лаборатории», - сказал он. «Там ему был предоставлен выбор из трех различных источников геохимической энергии».
Этот микроб, сказал Шок, может получать энергию от соединения водорода с серой, или водорода с железом, или серы с железом. В экспериментах, проведенных командой, водород и сера давали наименьшую энергию, а водород и железо - наибольшую.
"Удивительно, но организм лучше всего рос при самом низком уровне энергоснабжения, а хуже всего - при самом богатом энергетическим материалом", - сказал Шок.
Доклад ученых был опубликован 3 июля в журнале Nature Geoscience. Ведущий автор - Максимилиано Аменабар из Университета штата Монтана; помимо Shock, другими авторами являются Эрик Роден (Университет Висконсина), а также Джон Питерс и Эрик Бойд (оба штата Монтана).
Богатая диета: генетически затратная?
"Результаты были довольно нелогичными", сказал Шок. «Вполне естественно ожидать, что в любой среде «большие» источники энергии будут поддерживать большинство организмов, а слабые источники - ну, интересно, поддерживают ли они вообще что-либо».
Оказывается, объяснил он, что в генетическом смысле для организма может быть затратно искать источник большой энергии.
"Это похоже на добычу полезных ископаемых", - сказал он. «У вас может быть богатое месторождение руды, но если его добыча стоит больше, чем вы можете получить за него, за ним не стоит гнаться».
А с точки зрения микроорганизмов, сказал Шок, «биологическая стоимость может сводиться к доступности. Возможно, низкоэнергетический источник более надежен по своей природе, чем высокоэнергетический».
Шок предположил, что надежность может «настроить» метаболизм микроорганизма на всегда доступный источник энергии.
Но, видимо, не только, добавил он. «Организм также способен использовать эти другие источники энергии. Однако, возможно, их использование требует больше работы, поэтому организм с ними растет медленнее».
В центре внимания будущих исследований этого организма будет подробная оценка его энергетических затрат. Недавно завершенный геном поможет исследованию.
Шок заключил: «Мы точно не знаем, почему этот организм лучше всего развивается на низкокалорийных источниках пищи, но теперь задача состоит в том, чтобы выяснить это».