Некои микроби во морските длабочини произведуваат кислород на досега непознат начин. Со цел да генерира енергија, археите од видот „Nitrosopumilus maritimus“ го оксидираат амонијакот, во присуство на кислород, до нитрат. Но, кога истражувачите ги затворија микробите во херметички контејнери, без светлина или кислород, тие сепак беа во можност да произведат О.2 за употреба при оксидација на амонијак во нитрит.
Океаните играат клучна улога во одржувањето на нивото на кислород во атмосферата. Околу 70% од кислород во атмосферата се произведува од морските растенија, дождовните шуми сочинуваат приближно една третина (28%) од кислородот на Земјата, а останатите 2 проценти од ЗемјатаКислородот доаѓа од други извори. Океанот произведува кислород преку фотосинтеза од океанските растенија (фитопланктон, алги и алги планктон).
Сепак, постои група од неколку видови на микроби кои живеат во океанот кои произведуваат кислород во мракот, во отсуство на сончева светлина, преку процес различен од фотосинтезата. Nitrosopumilus maritimus сега се приклучи на оваа група на грст микроби врз основа на оваа способност.
Археите (или архебактериите) се едноклеточни микроби слични на бактериите по структура (оттука и археите и бактериите се прокариоти), но еволутивно различни од бактериите и еукариоти, со што се формира трета група на живи организми. Археите живеат во средини ниски во кислород и се задолжителни анаероби (што значи дека не можат да преживеат нормално ниво на кислород во атмосферата), на пример, халофилите живеат во екстремно солени средини, метаногените произведуваат метан, термофилите живеат во екстремно топли средини итн.
Околу 30% од микробните планктони на океаните се составени од археи кои оксидираат амонијак (АОА), кои заедно со бактериите кои оксидираат нитрит (НОБ) обезбедуваат доминантен неоргански извор на азот во океаните и играат клучна улога во океанскиот азотен циклус.
И двете овие две археи, т.е., AOA и NOB се знае дека зависат од молекуларниот кислород (О2) во оксидирачкиот амонијак до нитрит.
NH3 + 1.5 О2 → НЕ2- + H2О + Х+
Сепак, овие археи се наоѓаат во изобилство во аноксичните морски средини со многу ниски, па дури и незабележливи нивоа на кислород. Ова е многу изненадувачки, особено со оглед на фактот дека тие немаат познат анаеробен метаболизам. Нивниот енергетски метаболизам бара кислород, но тие се наоѓаат во средини каде што кислородот не може да се открие. Како го прават тоа?
За да се истражи ова, на истражувачи извршил инкубации на археите Nitrosopumilus maritimus при екстремно ниски концентрации на кислород во нано (10-9) опсег. Тие откриле дека по исцрпувањето на кислородот, археите можеле да произведат мали количества кислород под аноксични услови. Тие произведоа О2 за оксидација на самиот амонијак додека истовремено се редуцира нитритот во азотен оксид (N2О) и динитроген (Н2).
Оваа студија покажа патека на анаеробна оксидација на амонијак (како О2 производство од Nitrosopumilus maritimus во океанската средина осиромашена со кислород им овозможува да го оксидираат амонијакот до нитрат за да генерираат енергија). Таа, исто така, откри нова патека на Н2 производство во длабока море животната средина.
***
Извори:
- Крафт Б., и сор 2022. Производство на кислород и азот од археон што оксидира амонијак. Науката. 6 јануари 2022 година. Том 375, број 6576 стр. 97-100. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe6733
- Мартенс-Хабена В. и Чин В., 2022. Археална нитрификација без кислород. Науката. 6 јануари 2022 година. Том 375, број 6576 стр. 27-28. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abn0373
***
