Hidrogénnel működő mikrobákat fedeztek fel

A kutatócsoport Norman Pace professzor vezetésével évek óta tanulmányozza a Yellowstone Park mikrobáit, és most cáfolják azt az elterjedt elképzelést, hogy a forró vízben élő parányi szervezetek fő energiaforrása a kén. A tanulmány fő célja az volt, hogy meghatározzák a park 70 °C-nál melegebb vizeiben élő mikrobiális közösségek anyagcseréjét működtető fő energiaforrást. E hőmérséklet fölött ugyanis nem működik már a fotoszintézis.

Három nyom

Három különböző nyom vezette a kutatókat ahhoz a következtetéshez, hogy a hidrogén a fő energiaforrás. A hőforrásokban élő különféle mikrobák genetikai elemzése föltárta, hogy valamennyien előnyben részesítik a hidrogént mint energiaforrást. Azt is megfigyelték, hogy az összes hőforrásban bőven rendelkezésre áll annyi fölösleges hidrogén, amennyi fedezi a mikrobák energiaszükségletét. Ezenkívül a terepen gyűjtött adatok alapján elkészített termodinamikai modellek is alátámasztották, hogy a hidrogén-metabolizmus az energianyerés legvalószínűbb módja ebben a szélsőséges környezetben.

„Ez a munka számos érdekes, a témához kapcsolódó kérdést vet föl” – mondja John Spear, a kutatásról megjelent cikk egyik szerzője. – „A hidrogén a legnagyobb mennyiségben előforduló elem a világegyetemben. Amennyiben létezik élet másutt is, lehet, hogy annak is a hidrogén az energiaforrása. Láttuk a bizonyítékát a víz jelenlétének a Marson, és tudjuk, hogy a Földön a hidrogén biológiai úton (fotoszintézissel és fermentációval), valamint nem biológiai úton (víz reakciója vastartalmú kőzetekkel) keletkezhet. Elképzelhető, hogy a Marson egyes nem biológiai folyamatok hidrogént hoztak létre, és bizonyos mikrobiális életformák felhasználhatták ezt.”

Szélsőséges környezet

Nagyon sok példa akad a szélsőséges környezetben – többek közt az emberi szervezetben – élő baktériumok között olyanokra, amelyek hidrogént használnak energiaforrásként. „Nemrég végzett vizsgálatok kimutatták, hogy a fekélyt okozó Helicobacter pylori baktérium hidrogénen él a gyomorban” – állítja Spear. – „A Salmonella anyagcseréjéhez hidrogént használ fel a bélben. Sokszor eltűnődöm, hány különféle mikroba használhat anyagcseréjében hidrogént szélsőséges életkörülmények között.”

A Yellowstone Park hőforrásaiban tenyésző mikrobák életének vizsgálatához különleges berendezéseket használtak. Többek közt ezek tették lehetővé a forradalmi eredmények elérését. Korábban például még senki sem mérte meg a hőforrások hidrogéntartalmát, mivel az alkalmazott mérési módszer csak mintegy hét éve létezik.

„Részben spekuláció, de figyelembe véve a hidrogént metabolizáló baktériumok számát és sokféleségét, ez valószínűleg az anyagcsere nagyon ősi módja” – mondja Spear. – „Ez azért érdekes számunkra, mert a földi élet történetéről mesél. És ha ez így működik a Földön, akkor könnyen előfordulhat másutt is. Amikor fölpillantunk a csillagokra, nem feledkezhetünk meg arról, hogy a világegyetem teli van hidrogénnel.”