» Археи - необычные микроорганизмы.

Археи - необычные микроорганизмы.


О существовании крошечных архей ученые не подозревали вплоть до конца 1970-х годов. Между тем эти необычные микроорганизмы населяют Землю уже миллиарды лет и выживают даже в экстремальных условиях. Быть может, археи - предки всех живых существ планеты?

Карл Штеттер описывает свои исследования как одно большое приключение. Этот известный микробиолог, работавший в Университете Регенсбурга, побывал в самых суровых регионах планеты. Он целенаправленно посещал такие ее уголки, где живые организмы существуют в экстремальных условиях, но где в то же время приоткрывается окно в далекое прошлое Земли. Штеттер отыскивал своеобразные формы жизни в вулканических районах, на нефтяных месторождениях, в горячих подводных источниках. Даже в зонах тектонических разломов, где царит невероятная жара, он находил одноклеточные организмы, которые способны выдерживать высокие температуры, давление и воздействие ядовитых паров серы. Специалисты назвали этих любителей жары Штеттер предпочитает называть их «огненными карликами».

Многие из гипертермофильных одноклеточных принадлежат к группе организмов, открытых американскими микробиологами лишь в конце 1970-х гг. Археи, которых первоначально называли архебактериями, значительно отличаются но генетическим и биохимическим признакам, а также строению клетки от всех прочих известных обитателей Земли. Поэтому ученые выделили их в особую группу (надцарство), которая составляет теперь одну из трех основных категорий живых существ (две другие - бактерии и высшие организмы).

Сначала ученые обратили внимание на явное пристрастие архей к экстремальным условиям обитания: они живут в соленой воде Мертвого моря, кислотных озерах, в бескислородной среде на дне болот, в установках по выработке биогаза, в коровьем желудке или, как говорилось выше, в горячих подводных источниках. После извержения подводного вулкана Карл Штеттер обнаружил в 1 куб. см воды до тысячи живых «огненных карликов». Еще более «густонаселенными» оказались нефтяные скважины в Северном море. Здесь было обнаружено до 10 000 микроорганизмов на 1 куб. см, и это на глубине 3-4 км под морским дном при температуре 80-100 °С! Такая живучесть поразила даже самого Штеттера. Ведь еще полвека назад никто и предположить не мог, что в земных недрах вообще есть жизнь.

Сегодня биологам известно более 80 видов «огненных карликов», принадлежащих к 20 различным родам. Так, (в переводе с латинского «бешеный огненный шар») активен лишь при температуре выше 100 °С. При более низких значениях этому архею слишком холодно, и он замирает в неподвижности («огненная тряпка с глубины») растет лишь при температуре выше 90 °С и выдерживает многочасовой нагрев до 120 °С в сочетании с высоким давлением. Режим как в скороварке - на такое, пожалуй, способны только археи.

До недавних пор представители рода ничем, на первый взгляд, не выделялись. В лаборатории Штеттера пристрастие к температурам порядка 100 °С демонстрировали и другие живые организмы. Сенсацией стало то, что микробиологи обнаружили другие организмы на поверхности этих «огненных карликов». Под электронным микроскопом они разглядели крошечные шарики диаметром 0,4 миллионной доли метра. Это поразительное существо было названо («древний карлик-наездник»). Оно хоть и принадлежит к археям, но не обладает характерными особенностями ни одной из известных групп этих организмов и преподносит ученым все новые сюрпризы.

Так, его геном не насчитывает и 500 генов. А это минимальное число, которое биологи до сих пор считали необходимым для жизни. Молекулярно-биологические анализы показали, что у «древнего карлика» отсутствуют гены, отвечающие за жизненно важные функции клеток. Вероятно, поэтому «мини-наездник» не может выжить без своего «коня». По-видимому, он использует часть его продуктов обмена веществ.

Впрочем, «огненные карлики» не только чемпионы по выживанию и претенденты на звание мельчайших из известных науке живых существ. Благодаря своей превосходной приспособляемости они считаются живыми реликтами, совершенно не изменившимися за многие миллионы или даже миллиарды лет. Благодаря археям мы узнаем, что происходило на Земле 3,5 млрд лет назад, когда на ней только зарождалась жизнь. Возможно, они сохранили признаки первых живых организмов планеты.

Карл Штеттер даже предполагает, что «огненные карлики» могли быть первыми общими предками всех живых существ. Во всяком случае, такие организмы прекрасно себя чувствовали на горячей и бескислородной по Земле. У этих стойких крошек необычный обмен веществ, они могут извлекать энергию из водорода, углекислого газа, соединений серы, железа и азота. Действительно, ученые обнаруживают в древнейших каменных породах следы химических соединений, образовавшихся, вероятно, в результате жизнедеятельности архей.

Не исключено, что исследователи, изучающие археи, когда-нибудь сумеют дать ответы на важнейшие вопросы о возникновении жизни на Земле.

Ученые до сих пор ломают голову над тем, как археи ухитряются выдерживать экстремальные условия окружающей среды. Одноклеточные существа, живущие в бурлящем аду, должны, например, иметь особые механизмы защиты своих белков. Ведь обычно при нагревании белки утрачивают свою структуру, а следовательно, и функции. Тогда нарушается и весь обмен веществ. У «огненных карликов» белки построены так же, как и у других микроорганизмов, но особенности молекулярного электростатического взаимодействия обеспечивают у этих мастеров выживания устойчивость белков даже при очень высоких температурах.
ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Полужирный Наклонный текст Подчёркнутый текст Зачёркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Вставка ссылкиВставка защищённой ссылки Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
Авторские права всех материалов на сайте защищены в соответствии с ЗУ об авторском праве, на что имеются все необходимые документы. Использование материалов в интернете (полное или частичное) возможно только с указанием активной гиперссылки на источник, открытой для индексации. Использование материалов в печатных изданиях возможно только с письменного разрешения редакции.