В штате Нью-Йорк, когда снег тает, озеро Онейда начинает собирать марганец. В сочетании с кислородом из воздуха он образует оксид марганца, который погружается в дно озера. Но, как сообщает Кори С. Пауэлл для журнала Popular Science, ученые не нашли соединения на ожидаемых уровнях, а загадку отсутствующего оксида марганца установил микробиолог Кеннет Нилсон, который искал микроба, который, похоже, не должен был не существует
Ему потребовалось несколько лет, но он нашел это - Shewanella oneidensis, бактерия, живущая на ядовитых тяжелых металлах, марганце.
Пауэлл пишет точно, почему Шеванелла такая странная:
Нилсон говорит, что для большинства живых, дышащих воздухом существ: «Глюкоза, которую мы едим, снабжает электроны, кислород, которым мы дышим, получает электроны, и этот электронный поток - это то, что управляет нашим телом». Это основной метаболизм. Задача для каждого организма - найти как источники электронов, так и места для их отбрасывания, чтобы завершить цикл. Шеванелла потребляет электроны из углеводов, но сбрасывает их необычным образом: «Она плавает до оксида металла и дышит им», - говорит Нилсон. «Мы называем это« дышащие камни ». »
Бактерия вырастает из своей мембраны специальные провода, которые транспортируют электроны из клетки и откладывают их на тяжелый металл. Работает оксид магана, но также и другие тяжелые металлы, такие как свинец. Другие открытия выявили бактерии, которые делают обратное - они отбирают электроны из металла и минералов. Электронный обмен завершает эту цепь. Результатом является жизнь, которая ест и дышит электричеством.
Мох Эль-Наггар, другой исследователь из USC, выпустил видео, которые показывают эти бактерии в действии, выращивая эти проволочные зонды.
В 1988 году, когда Нилсон опубликовал свои выводы о Шеванелле, он бросил вызов давним предположениям о биологии, перефразируя профиль Нилсона Ребекки Фэрли Рэйни на AAAS.org. Но теперь мы знаем, что Shewanella и другие микробы являются важными факторами, влияющими на то, как Земля вращает металлы.
Тем не менее, это становится страннее. По словам Пауэлла, одна из аспирантов Нилсона, Аннет Роу, обнаружила шесть новых штаммов бактерий, извлеченных из дна океана, которые вообще не нуждаются в источнике углерода. Они могут жить за счет электричества в одиночку.
Все исследования крайностей на Земле показывают ученым, как жизнь может выглядеть на других планетах. Пауэлл пишет:
Выращивание за электроны и прорастание нанопроволоки - это стратегии выживания, когда не хватает еды, чтобы расти и конкурировать - достаточно, чтобы помочь организму выжить и зажечь пламя жизни. Такие условия распространены в глубоких отложениях океана и далеко под землей. Если жизнь существует на Марсе и в других мирах (Европа? Титан?), То есть большая вероятность, что она также окажется в условиях ограниченных ресурсов далеко под поверхностью.
В будущих миссиях по обнаружению следов жизни на других планетах могут учитываться бактерии, поглощающие электроны. Нилсон отмечает, что на Земле существует градиент электрического потенциала в земле, который уменьшается с глубиной. По мере того, как вы достигаете глубины, для еды доступны только электроны, поэтому бактерии, которые там живут, приспосабливаются к потреблению электричества, устанавливая градиент. Чтобы увидеть этот признак жизни, все будущие миссии должны будут втыкать в землю зонды и измерить их.
