Образец отложений, изученных в эксперименте
(фото Нильса Рисгарда-Петерсена).

Биологи из Дании и Японии наблюдали организуемую бактериями в морских отложениях передачу электронов на расстояние до двух сантиметров.

Бактериям, живущим на морском дне, необходимо проводить окислительно-восстановительные реакции с участием сульфида водорода и кислорода. При этом кислород доступен микроорганизмам, находящимся в верхнем слое, а запасами сульфида водорода располагают те бактерии, которые проникают вглубь отложений.

Авторы работы постарались выяснить, как бактериям удается выживать в таких условиях. Они поместили в лабораторный стакан образец грунта со дна датского залива Орхус-Бугг и стали постепенно снижать концентрацию кислорода в воде. Если бы бактерии каким-то образом обменивались веществами друг с другом, те из них, которые располагаются под поверхностью, со временем начали бы ощущать изменение ситуации наверху. Ученым, однако, удалось зарегистрировать неожиданно быструю реакцию: колебания концентрации сульфида водорода на глубине более 12 мм следовали за изменениями содержания кислорода с задержкой, составлявшей менее одного часа.

Такой результат озадачил экспериментаторов; никакими «традиционными» способами столь быстрые изменения объяснить нельзя. По словам исследователей, наиболее правдоподобное объяснение этому дает теория передачи электронов по «сети», создаваемой бактериями. У микроорганизмов должно наблюдаться своеобразное разделение труда: бактерии в глубине отложений выполняют свою часть окислительно-восстановительного процесса и отправляют полученные в результате электроны наверх, где с их помощью завершается вторая часть.

Механизм передачи, дальность которой едва ли не в 20 тысяч раз превышает размеры самих бактерий, не выяснен. Авторы предполагают, что микроорганизмам пришлось обзавестись специальными наноразмерными выростами, которые и используются для соединения.

Связь между двумя уровнями отложений: передача электронов e^- по «цепи» (отмечена синими стрелками) и перемещение ионов (X⁺ и Y^-) во внутрипоровой воде (иллюстрация из журнала Nature).


по материалам: Nature News