براساس تجزیه و تحلیل اخیر محققان در دانشگاه ایالتی مونتانا ، زندگی میکروبی در استخر Geyser Lower Yellowstone ممکن است سرنخ هایی برای تکامل بهره برداری از اکسیژن زندگی داشته باشد.
حرفوی ساکنان هشت پا استخر و پوسته ها در ساختارهای کلپ ، جلبک مانند ، که با عصبانیت در جریانهای بیش از حد گرم شده که در حدود 88 درجه سانتیگراد حرکت می کنند (190 درجه فارنهایت) زندگی می کنند. از نظر ژنتیکی شبیه به باکتریهای باستان و باستانی ها ، tوجود وارث پنجره ای در سوپ اصلی است که از آن زندگی ظاهر می شود.
در حالی که این جوامع میکروبی ویژگی های بسیاری را به اشتراک می گذارند ، وسط چشمه ها از چند طریق اساسی متفاوت است.
بهار هشت پا سطح بسیار بالاتری دارد (در اطراف 20 میکرومولار) اکسیژن محلول از منبع مجاور پوسته ، که کمتر از آن است تقریباً هیچ یک از میکرومولار اکسیژن محلول وجود ندارد.
در همین حال ، چشمه مخروط بسیار بیشتر از سولفید بسیار سمی حل شده است (بیش از 120 میکرومولار) از بهار یک اختاپوس (کمتر از 2-3 میکرومولار)حرف
این تفاوت در شیمی به معنای مقایسه بین جوامع در هر بهار می تواند به ما کمک کند تا درک کنیم که زندگی قبل از آن زنده مانده است-رویداد بزرگ اکسیداسیون (GOE) ، که تقریباً جو بدون اکسیژن را بدون گاز مورد علاقه ما حدود 2.5 میلیارد سال سیل می کند.
اولین میکروب های روی زمین بدون شک روش هایی برای بافتن اثری از اکسیژن در بیوشیمی خود را پیش از این ایجاد می کنند ، اما ظهور اکسیژن مولکولی بسیار واکنشی خواستار تکامل تاکتیک های جدید دفاع است.
علاوه بر این ، در غلظت های بالا ، سولفیدها می توانند ماشینهای تنفسی را در موجودات هوازی امروز مسدود کنند ، و بیشتر می پرسند که چگونه زندگی باستانی در چشمه های آب گرم ممکن است برای مبارزه و استفاده از افزایش سطح اکسیژن توسعه یابد.
با وجود سطح شدید اکسیژن و سولفید ، چشمه ها را می توان پروکسی برای زندگی در هر دو طرف GO در نظر گرفت و دلایل مناسبی برای حفر سرنخ های این انتقال حیاتی به محققان می دهد.
این مطالعه توسط لایحه Geomicrobiologist of Inskeep انجام شده است ، که از سال 1999 در حال مطالعه میکروب های حرارتی یلوستون است.
Inskeep می گوید: “تولید مثل این نوع آزمایش در آزمایشگاه بسیار دشوار خواهد بود ؛ تصور کنید که سعی می کنید با مقادیر مناسب اکسیژن و سولفید جریان های آب گرم ایجاد کنید.”
“و این در مطالعه این محیط ها بسیار خوب است. ما می توانیم این مشاهدات را در شرایط دقیق ژئوشیمیایی که این ارگانیسم ها باید رشد کنند ، انجام دهیم.”
این تیم با تجزیه و تحلیل ژن های نمونه های میکروبی و محصولات آنها می تواند تنوع میکروبی و فعالیت تنفسی را در هر دو چشمه مقایسه کند.
“جوامع خیابانی ساختارهای بزرگی هستند که با چشم غیر مسلح قابل رویت هستند. ” ذاتجوامع تحقیقاتی.
“Tواقعیت جسمی وی به ما اطلاع می دهد که مبادله گاز برای رشد بهینه مورد نیاز است ، که همچنین تحت تأثیر نوسان سریع ساختارهای بزرگ رشته ای است که باعث ایجاد تلاطم می شوند و احتمالاً میزان تبادل گاز را با جو افزایش می دهند. “
در وسط اکسیژن بالاتر بهار هشت پا ، تنوع بیشتری از میکروب های اکسیژن گرسنه وجود داشت که برای زنده ماندن نیاز به خوردن ارگانیسم های دیگر دارند (به جای اینکه غذای خود را از طریق واکنش های شیمیایی تهیه کنند ، مانند سایر میکروب ها).
در حقیقت ، زندگی در بهار هشت پا به طور کلی متنوع تر بود. و تقریباً تمام میکروارگانیسم ها در آنجا ژنهای فعال برای تنفس اکسیژن داشتند.
اما حتی در سولفید ، منبع خفه کننده پوسته ، که دارای تنوع بسیار بیشتری در جریان های “سوپ” خود بود ، به نظر می رسد پتانسیل استفاده از اکسیژن نهفته است.
انواع آنزیم هایی که با افزودن هیدروژن از اکسیژن دلسرد می شوند ، در بین شایع ترین جمعیت ها یافت می شوند و در هر دو چشمه تولید می شوند. قابل توجه است که آنزیم هایی با بیشترین میل به اکسیژن فقط در زیستگاه هایی با غلظت بالای سولفید بیان می شوند.
“این اکسیژنازهای دارای مقاوم بالا در سطح اکسیژن نانومولی فعال هستند و رونویسی بالای مشاهده شده در شرایط سولفید را توضیح می دهند بهار مخروط ، ” Inskeep می نویسد.
نتایج آنها نشان می دهد که این میکروب های باستانی و باستانی ژنتیکی ، که در سطح اکسیژن حل می شوند ، معمولاً برای حفظ چنین کاری در شرایطی که امروزه ما آن را بسیار سمی می دانیم ، بسیار کم در نظر گرفته می شوند. و اگر آنها می توانند این کار را انجام دهند ، چرا اشکال زندگی که قبل از رویداد بزرگ اکسیداسیون ظاهر می شوند ، نیستند؟
این ممکن است در روزهای اول روی زمین کار نکند ، اما ممکن است برخی از متابولیسم هوازی اولیه اکسیژن به اندازه کافی برای انتقال ژن هایی که روزی در یک جو غنی از اکسیژن شکوفا می شوند ، از بین بروند.
بنابراین دفعه بعد که از نفس عمیق لذت می برید ، به یاد داشته باشید که همیشه خیلی آسان نبود.
این مطالعه در منتشر شده است ارتباطات طبیعی.
