Bacteriën in hydrothermale bronnen zijn een geweldige energiebron

Van hydrothermale ventilatieopeningen op de oceaanbodem, vaak zwarte of witte “rokers” genoemd, is bekend dat ze een aanzienlijk microbieel leven herbergen. Deze ventilatieopeningen bieden ware oases van leven die zich enkele kilometers onder het wateroppervlak bevinden de hitteEn metaal En Gas Het is opgelost waardoor veel gemeenschappen dit kunnen doen micro-organismen voor zelfontwikkeling. Bovendien zijn deze hydrothermale sites Het wordt beschouwd als de bakermat van het leven op aarde.

Methaangeneratie voor de synthese van organische verbindingen

Naar onze maatstaven zijn de omstandigheden echter verre van uitnodigend, waardoor micro-organismen gedwongen worden te groeien op basis van: chimische interactie Totaal verschillend. In feite evolueren organismen die leven in de zuurstofrijke omstandigheden die aan de oppervlakte overheersen door de synthese van biomassa, wat een energieverslindend proces isenergie. Integendeel, de bacteriën Thermofielen die in hydrothermale ventilatieopeningen leven, verzamelen hun organische componenten uit anorganische materialen via Methaanvormingsproces: koolstofdioxide enwaterstof aanwezig in water reageren om methaan te vormen en moleculen uit water. Deze reactie wordt reductie genoemd en de vorming van methaan gaat hier gepaard met de productie van energie.

Daarom is er een nieuwe studie die geïnteresseerd is in dit proces, uitgevoerd in de diepe oceaan op het niveau van hydrothermale bronnen. Een belangrijk punt bij het proberen op te lossen van de cruciale vraag over de oorsprong van het leven op aarde. Dus bestudeerden de onderzoekers een veld met hydrothermale ventilatieopeningen, de regenboog, gelegen in de Mid-Atlantische Rug, evenals de site. speurtocht Het is gelegen op het Juan de Fuca-gebergte in de Stille Oceaan. Hun studiegebied is geselecteerd Aanzienlijk verschil in de samenstelling van de oceanische korst Waarop ze zijn geplaatst: Raindow, in de Atlantische Oceaan, wordt gekenmerkt door een gesteente dat voornamelijk bestaat uit supergesteenten, zoals peridoot Snake, terwijl Endeavour zich in de Stille Oceaan op A . bevindt Basalt gesteente (Mavic rotsen). Op het niveau van deze openingen leven gemeenschappen van met name eencellige micro-organismen Methanocalococcus jannaschii. Onderzoekers geanalyseerd Eiwitten en aminozuren geproduceerd door deze micro-organismen via methanogenesereacties op beide locaties en vergelijk de resultaten.

Hydrothermale sites op een ultramicro-korst, meer bevorderlijk voor microbiële evolutie?

Hun studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Journal of Geophysical Research: Biogeological Sciences, laat zien dat methaanvorming gepaard gaat met aanzienlijke chemische onevenwichtigheden als gevolg van vermenging tussen hydrothermale vloeistoffen en zeewater in de oceanische korst. Dicht bij de heuvels zijn geeft kracht regressie Temperatuur, vloeistoffen warmen op bij contact met rotsen, wat de chemische uitwisseling met omringende rotsen bevordert. Als de vloeistof, die voornamelijk uit zeewater bestaat, een deel ervan verliest chemische elementenHet zal ook zo veel winnen dat zijn chemische samenstelling bij het verlaten van de ventilatieopeningen heel anders zal zijn dan die van zeewater, en zijn samenstelling zal in grote mate afhangen van de samenstelling van de rotsen waar het doorheen gaat. Deze met metaal beladen vloeistoffen en opgeloste gassen zullen met het water reageren zodra ze weggaan.

Zo ontdekte het team van wetenschappers dat voor hydrothermische systemen op basis van een microkorst, zoals op de Rainbow-site in de Atlantische Oceaan, de samenstelling van Eiwitten Er komt energie vrij, en dit is voor zeer uiteenlopende temperaturen van de hydrothermische vloeistof. Dat is anders op de Endeavour-site, die is bedekt met basalt. In dit tweede geval zorgt het temperatuurbereik ervoor dat methaan kan worden gevormd door bacteriën De eencellige cel wordt nog meer verminderd en het lijkt erop dat in dit geval de synthese van eiwitten door deze micro-organismen geen energie vrijgeeft.

Daarom lijken bepaalde soorten hydrothermische systemen meer geschikt voor microbiële reproductie. Dit zou het geval zijn op ultrasnelle hydrothermale locaties, waarvan de chemische samenstelling van vloeistoffen al bijzonder reducerende omstandigheden genereert. Deze specifieke chemische omgeving zal de synthese van eiwitten door methanogenese mogelijk maken met een sterke afgifte van energie. Deze bevindingen zouden een beter begrip kunnen geven van de biogeochemische cycli die betrokken zijn bijDe verschijning van Leven op de bodem van de oceanen.