В Томской области нашли подземный «метановый реактор»

Российские исследователи обнаружили в Томской области ранее неизвестный вид микроорганизмов, способных вырабатывать метан на глубине почти трех километров. Необычные обитатели земных недр живут без солнечного света и кислорода, используя для получения энергии водород и углекислый газ. Об открытии сообщило агентство ТАСС, материал которого опубликован на «Рамблере» со ссылкой на Минобрнауки России.

Новый вид обнаружили специалисты Томского государственного университета и Пущинского института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г. К. Скрябина РАН.

Образцы воды для исследования получили из глубокой скважины неподалеку от поселка Парабель на севере Томской области. Микроорганизмы обитают в горячих подземных водах, практически изолированных от условий на поверхности.

Как ученые обнаружили новый вид

Первоначально специалисты изучили генетический материал микроорганизмов, присутствующих в пробах воды.

Анализ показал, что 25,54% микробного сообщества приходится на представителей рода метанотермобактеров — архей, способных образовывать метан.

При более подробном сравнении исследователи установили, что обнаруженный микроорганизм существенно отличается от уже известных видов.

Сходство его генома с ближайшим описанным родственником составило 92,66%. Такой результат позволил ученым предположить, что они имеют дело с новым видом.

Однако одного генетического анализа было недостаточно. Для подтверждения открытия требовалось выделить живую культуру и изучить ее свойства.

Для выращивания микроорганизма потребовался год

Получение чистой культуры оказалось длительным процессом.

Исследователи поддерживали образцы при температуре 55 градусов Цельсия. Признаков образования метана пришлось ждать около 12 месяцев.

После этого ученые провели дополнительные пересевы, в том числе с использованием антибиотиков, чтобы выделить необходимые микроорганизмы.

Полученная культура практически полностью совпала с генетическими данными, ранее восстановленными из проб подземной воды.

Степень совпадения достигла 99,96%.

Это подтвердило, что исследователям удалось выделить представителя микробной группы, обнаруженной при первоначальном анализе.

Новый вид получил название «метанотермобактер томский» в честь региона, где его нашли.

Как микроорганизмы производят метан под землей

Обнаруженные археи способны существовать в условиях, где нет ни солнечного света, ни свободного кислорода.

Для жизнедеятельности они используют водород и углекислый газ, присутствующие в глубинных водах.

В результате обменных процессов микроорганизмы выделяют метан — газ, оказывающий значительное влияние на парниковый эффект.

Чтобы определить интенсивность его образования, ученые применили метод с радиоактивной углеродной меткой.

Измерения показали, что потенциальная скорость производства метана составляет около 5,45 наномоля на литр воды в сутки.

Руководитель проекта, заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологий и биоинформатики Биологического института ТГУ Ольга Карначук отметила, что такая активность сопоставима с метанообразованием в донных отложениях озер и морей.

Таким образом, даже на глубине нескольких километров могут протекать достаточно интенсивные биологические процессы.

Под Сибирью обнаружили природный источник метана

Дополнительные сведения ученые получили благодаря изучению изотопного состава газа.

Анализ показал, что примерно половина метана в исследованной пробе имеет биологическое происхождение.

Остальная часть связана с глубинными геологическими процессами.

По словам Ольги Карначук, результаты свидетельствуют о существовании под землей своеобразного природного источника метана, в работе которого участвуют микроорганизмы.

Исследовательница обратила внимание на масштабы Западно-Сибирского артезианского бассейна, площадь которого достигает примерно трех миллионов квадратных километров.

Ученые рассматривают глубинные микробные сообщества как потенциально важный элемент круговорота углерода.

При этом не весь метан, образующийся в подземных водах, обязательно поступает в атмосферу.

Поэтому результаты исследования не позволяют напрямую определить объем парникового газа, который попадает в воздух из глубинных источников.

Почему открытие важно для науки

Изучение нового вида позволяет лучше понять процессы, происходящие в глубокой биосфере Земли.

Ранее сведения об активности подобных микроорганизмов были ограниченными, поскольку получить образцы из таких глубин и вырастить живые культуры в лаборатории чрезвычайно сложно.

Теперь специалисты располагают данными о строении, генетических особенностях и условиях существования нового представителя метанообразующих архей.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.

Полученные результаты помогут ученым продолжить изучение роли подземных микроорганизмов в образовании метана и глобальном круговороте углерода.

Может быть интересно:

1. Обычную свёклу больше не варю для салатов: запекаю с чесноком и сыром — получается ароматная закуска
2. Творог больше не смешиваю с мукой для сырников: добавляю тыквенное пюре — получается нежная осенняя запеканка
3. Обычную капусту превращаю в сытный ужин: смешиваю с яйцами и сыром — готовлю румяную запеканку без муки
4. Куриное филе больше не запекаю просто со специями: добавляю грибы и сливки — мясо получается нежным и сочным
5. Вместо привычной каши готовлю пшённый пирог: добавляю тыкву и молоко — получается нежная запеканка с золотистой корочкой