Недавние исследования, проведенные Woods Hole Oceanographic Institution, раскрыли замечательные метаболические способности определенного вида фораминифер, одноклеточных организмов, обитающих на экстремальных глубинах океана. Опубликованное в The ISME Journal, исследование показывает, что эти фораминиферы используют хемоавтотрофию, процесс, позволяющий им извлекать энергию из неорганических источников в кислородно-бедных условиях.
Хемоавтотрофия, обычно связанная с микроорганизмами, такими как бактерии и археи, особенно интересна для эукариотов, таких как фораминиферы, обладающих сложными клеточными структурами. Исследование сосредоточено на этих организмах из-за их присутствия в средах, напоминающих условия ранней Земли, характеризующиеся низким уровнем кислорода и высокими концентрациями токсичных химических веществ. Это исследование не только улучшает понимание их экологических адаптаций, но и проливает свет на эволюционную историю эукариотической жизни.
Используя передовые технологии, исследователи задействовали дистанционно управляемый аппарат Hercules для сбора образцов осадков с глубины около 570 метров у побережья Калифорнии. Они использовали два основных метода для изучения метаболических стратегий фораминифер: один метод заключался в инфузии образцов осадков с консервирующим раствором, содержащим видимый красный краситель, чтобы проанализировать экспрессию генов, в то время как другой использовал изотопные углеродные трассеры во время 24-часовых инкубаций in situ на морском дне.
Полученные результаты поднимают значительные вопросы о жизни в различных условиях. Несмотря на свои небольшие размеры, часто около 300 микрон, фораминиферы играют важнейшую роль в своих экосистемах. Их метаболическое разнообразие может дать представление о том, как жизнь может существовать в аналогичных условиях на других планетах, что может помочь в поисках внеземной жизни.
Профессор Дэниел Роджерс, ключевой исследователь, подчеркивает важность наблюдения за этими организмами в их естественной среде обитания для точного понимания их стратегий извлечения энергии. Исследование также изучает явление, известное как клептопластия, при котором фораминиферы получают хлоропласты из других организмов, что позволяет им получать доступ к фотосинтетическим возможностям даже в темных условиях.
Это исследование не только улучшает понимание биологии фораминифер, но и имеет последствия для исследований изменения климата, учитывая их обширные ископаемые записи. Исследование также указывает на то, что разные виды фораминифер имеют различные биологические процессы, и продолжающиеся исследования направлены на выяснение этих различий.
Woods Hole Oceanographic Institution продолжает быть лидером в области морских исследований, сочетая передовые технологии с глубокими биологическими знаниями. Это исследование подчеркивает, как даже самые маленькие организмы могут предоставить ценные перспективы в различных научных областях, подтверждая взаимосвязанность жизни на Земле.
Экспедиция была профинансирована NASA, что подчеркивает интерес к исследованию жизни за пределами нашей планеты. Хотя глубоководные условия значительно отличаются от внеземных, они имеют общие черты, такие как холодные температуры, темнота и низкий уровень кислорода, что способствует обсуждениям о потенциальной жизни в других местах во Вселенной.
В целом, это исследование вносит значительный вклад в понимание экологии глубокого моря и метаболической универсальности жизни, демонстрируя стратегии выживания организмов в экстремальных условиях и их более широкие экологические последствия.