Чтобы расти и размножаться, антарктические почвенные бактерии добывают энергию из атмосферы.

Бактерии могут жить в самых разных условиях: под чудовищным давлением на дне океана, в горячих источниках с почти кипящей водой или в Антарктиде, где средняя летняя температура колеблется от -50 °С до -30 °С. Но каким бы стойким и неприхотливым ты ни был, тебе все равно нужно чем-то питаться.

Условия жизни в Антарктиде таковы, что местным микробам приходится в буквальном смысле питаться воздухом. (Фото: erectus / Depositphotos.)

Бактерии могут получать энергию, разлагая органику, или же они могут использовать энергию света (фотосинтез), или же они могут получать ее, окисляя неорганические соединения (хемосинтез). Кроме того, бактериям, как и всем живым организмам, нужна вода, без которой биомолекулы просто не могут работать. Но как быть, если ты живешь в Антарктиде, где ночь держится по полгода, где очень мало питательных веществ и где найти воду из-за чудовищного климата крайне трудно?

Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса, университетов Квинсленда и Монаша вместе с коллегами из других научных центров Австралии и Новой Зеландии анализировали гены почвенных бактерий, обитающих на востоке Антарктиды. Образцы почвы брали с небольших территорий, лишенных снега и льда. При этом в почве искали не самих бактерий, а ДНК, которую можно было прочитать и по прочитанным последовательностям сделать вывод о том, что за микроорганизмы тут живут.

Поскольку органики на антарктических землях почти нет, то логично было бы ожидать, что здесь будут обитать преимущественно автотрофы, то есть те, которые собирают органические вещества из элементарных неорганических соединений. Действительно, именно такие бактерии, судя по генетическим следам, тут и живут, причем в довольно большом разнообразии: в статье в Nature говорится про целые двадцать три разновидности бактерий.

Самое же интересное оказалось в их генетических особенностях. Гены антарктических бактерий кодируют ферменты, которые в буквальном смысле могут работать с воздухом: они ловят из него водород, монооксид углерода (СО) и углекислый газ (СО₂). Из углекислого газа бактерии строят биомолекулы, а энергию для синтеза добывают, окисляя CO до CO₂. Можно сказать, что бактерии в буквальном смысле питаются воздухом, которого им вполне хватает: особенности их ферментов таковы, что они выхватывают из атмосферы достаточно водорода, угарного газа и углекислого газа, чтобы поддерживать жизнедеятельность микробов. По словам авторов работы, у самых многочисленных разновидностей антарктических бактерий есть как раз эти самые усовершенствованные модификации ферментов; впрочем, несмотря ни на что, даже самые успешные микробы здесь активно живут только несколько часов в году, а остальное время проводят в спящем состоянии.

Микроорганизмы с похожим устройством метаболизма – то есть добывающие энергию из превращений угарного газа в углекислый – попадались исследователям и раньше. Правда, большинство из них – анаэробы, не любят кислород и живут глубоко на морском дне; но есть и такие, которые не боятся открытой атмосферы и берут из нее необходимый СО. Авторы работы не исключают, что похожих микробов можно найти не только в Антарктиде, но и в жарких пустынях, например, в южноамериканской Атакаме, которая считается самой сухой пустыней на Земле и в которой бактериям тоже ничего не оставалось бы, кроме как питаться воздухом.