13. 12. 2018

8.12.2018 6.13, Rubrika: Co bychom měli vědět o vodě

Hlubokomořští mikrobi hltají skleníkové plyny i ropu

Přírodovědci z Texaské univerzity objevili téměř dvacet nových mikrobů, kteří se živí metanem, butanem i ropnými produkty. Píše o tom populárně-vědecký server osel.cz.

Do Mexika a uvedeného zálivu si udělala výlet parta amerických oceánologů z Texasu a Severní Karolíny. Vydali se tam se zvláštním nářadím – ponorkou Alvin. S plavidlem, které má na svém kontě nalezení Titaniku, se potápěli  zhruba uprostřed zálivu a zkoumali tam dno Guaymasské pánve. Jde o geologicky mladou oblast a podle použitého plavidla lze tušit, že je tam hodně hluboko. Nejen to, dno je poseto četnými hydrotermálními lokalitami. To hlavní, co ale vědce zajímalo, je tamní mocná vrstva usazeniny s vysokým podílem organických zbytků.

Bahno v Guaymasské pánvi je jakousi polévkou, v níž není nouze o plyny, jako je oxid uhličitý, vodík, metan, etan, propan, butan či amoniak. Hojné jsou i cyklické organické sloučeniny (uhlovodíky), například benzen. Dokonce i organické kyseliny se našly. Když se k tomu přidá hydrodynamika vyvěrajících horkých pramenů, která to vše promíchává a dodává substrátu sulfáty, nelze se divit, že to tam klokotá životem a hemží se všemožnými breberkami. Jak se ukázalo, tak tamní archea si opatřují energii oxidací metanu. Sirné bakterie zase využívají jako příjemce elektronů síru (místo dýchání kyslíku, k témuž využívají sírany), a celé to společenství doplňuje početná komunita proteobakterií. To vše v hloubce dvou kilometrů a sopečná činnosti, která místně zvyšuje teploty až na 200 stupňů Celsia, navzdory. I když je tam halda takových papiňáků, kousek od nich už je prostředí s šedesáti stupni Celsia a termofilní ráj.  O několik set metrů výš jsou ale podmínky naprosto odlišné a těm odpovídá i mikrobiální sestava. Mezi komunitami s odlišnými způsoby života tam přitom panuje čilý směnný obchod. Výsledkem je jakýsi svět sám pro sebe, s uzavřeným koloběhem metanu a uhlíku. Jedním z tamních překvapení je, že mikrobiom ve vrstvě bahna zhruba čtvrt metru mocného, je schopen nejen zpracovávat organický uhlík, ale také fixovat ten anorganický.

Orientovat se v zoologické mikrobiální zahradě, v pro nás tak nehostinném světě, je problém hlavně proto, že jen jedno promile světových mikrobů se dosud daří kultivovat. V případě mikrobů z Guaymasské prolákliny i to by bylo jen zbožným přáním, a tak se o to vědci ani nepokusili. Směsici živého a neživého rozklíčovávali pomocí genetiky. Nejprve určili sekvence všeho, co v odebraných vzorcích bylo, pak teprve ve změti útržkovitých výsledků hledali sekvence, které už jsou známé. Mnoho genů totiž mají mikrobi společných. Jiné jsou zase pro daný organismus specifické. Tak mohli zjistit, jak se kolonie v jednotlivých patrech od sebe liší. Na výzkumníky se usmálo štěstí, protože jim v genomické síti uvízly druhy, které svět dosud neznal.

Brett Baker byl dříve členem týmu, který zmapoval nejrozsáhlejší genomický strom života a proto nepřekvapí, že i když prvním autorem na publikaci je někdo jiný, je to on kdo stál u zrodu projektu a je nyní mluvčím skupiny.  Z jeho vyjádření vyplývá, že co se respiračních procesů týče, většina bakterií a archeí měla geny pro anaerobní procesy, a aerobní byly výjimkou. Je to logické, protože kyslík v sedimentu byl zjištěn jen v několika málo vrchních milimetrech, hlouběji jeho koncentrace prudce klesala.

Celkem vědci provedli jedenácti odběrů  a z nich v laboratoři metagenomickou sekvenční analýzou vyčetli asi čtyři miliardy písmen útržků genetického kódu. Matematicky z dat pak vydolovali a zrekonstruovali 551 genomů. Dvacet dva z nich představují dosud neznámé mikrobiální druhy. Jsou geneticky natolik odlišnými entitami, že stávajícímu stromu života vědci museli přimalovat nové větve. Podle autorů to je jen špička ledovce z diverzity, kterou usazeniny v proláklině Guaymas ještě vydají.

Závěr

Objev mikrobů, kterým metan s ropou dělají dobře, je dobrou zprávou. Zvláště pro ty, kteří se obávají uvolňování plynu z mořského dna. Metan se tím stává menším rizikem, než se soudilo. Podle vědců je totiž pravděpodobné, že organismy s podobným apetitem se ve velkých hloubkách vyskytují i na jiných místech a i v méně extrémních podmínkách. Tuto domněnku podporují například  poznatky z míst s ropnými haváriemi. V rozporu s předpoklady se tam po relativně krátké době hledají následky jen těžko.

Po nynějším zveřejnění objevu mikrobů živících se metanem se od geoinženýrů dá očekávat předkládání projektů na přenos genů z „horkokrevných“ mikrobů do těch běžných. Jako obvykle budou padat argumenty, že takto vynaložené prostředky se společnosti vyplatí, neboť by udělaly metanovému oteplení přítrž. Snad ale na ně nedojde. Nefungovalo by to. Už proto, že na komplexnost celého spolupracujícího systému ještě nemáme.

Zdroj: www.osel.cz., Literatura: Nina Dombrowski et al, Expansive microbial metabolic versatility and biodiversity in dynamic Guaymas Basin hydrothermal sediments, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-07418-0, foto (Kalifornský záliv, alias Cortézovo moře)

8.12.2018 6.13, Rubrika: Co bychom měli vědět o vodě, Čistota vody a rekreace, Prevence povodní, voda v krajině, Statistiky a kauzy

Aktuality

Kalendář Akcí

<< Prosinec 2018 >>
PÚSČPSN
26 27 28 29 30 1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
31 1 2 3 4 5 6

Fotoblog

více >

SCHWARZENBERSKÝ KANÁL A ŽELNAVSKÝ SMYK PŘED OPRAVOUSCHWARZENBERSKÝ KANÁL A ŽELNAVSKÝ SMYK PŘED OPRAVOU
Autor: Nina Havlová

Video dne

více >