Jak mikroorganizmy radzą sobie bez wody? To odkrycie może pomóc wojsku

Jak mikroorganizmy radzą sobie bez wody? To odkrycie może pomóc wojsku

Dodano: 
Sahara
Sahara / Źródło: Fotolia / Svitlana Belinska
Finansowany przez armię USA projekt naukowców z University of California i Johns Hopkins University odkrył mechanizmy, dzięki którym niektóre sinice – grupa fotosyntetycznych mikrobów – mogą przetrwać w trudnych warunkach na pustyni.

Nowe spostrzeżenia, opublikowane w Proceedings of National Academy of Sciences pokazują, jak życie może kwitnąć w miejscach bez dużej ilości wody, oraz w jaki sposób ludzie żyjący w suchych regionach mogą uzyskać nawodnienie z dostępnych minerałów. Na pustyni Atacama w północnym Chile, jednym z najsuchszych miejsc na Ziemi, mikroorganizmy są w stanie przeżyć, wydobywając wodę ze skał, które kolonizują.

Prace na obszarze pustyni Atacamy

Dzięki pracy w terenie i eksperymentom laboratoryjnym zespół badawczy skupił się na interakcjach Chroococcidiospsis, odpornego na wysuszanie gatunku sinic występującego na pustyniach na całym świecie oraz gipsu, wody zawierającej minerał na bazie siarczanu wapnia. Kolonizujące formy życia istnieją pod cienką warstwą skały, co daje im ochronę przed ekstremalną temperaturą Atacamy, wysokim nasłonecznieniem i mocnym wiatrem. Współautorka badań, prof. Jocelyne DiRuggiero, udała się w tamte rejony, aby zebrać próbki gipsu i przywieźć je do swoich laboratoriów w Stanach Zjednoczonych. Wycięła małe kawałki, w których można było znaleźć mikroorganizmy, i wysłała je do UCI w celu analizy materiałów.

Jak mikroogranizmy zapewniają sobie wodę?

W jednym z najbardziej uderzających wyników badań naukowcy dowiedzieli się, że mikroorganizmy zmieniają samą naturę skały, którą zajmują. Poprzez ekstrakcję wody, powodują przemianę fazową materiału – z gipsu na anhydryt, odwodniony minerał. „Nasza analiza obszarów skalnych, w których skolonizowane były drobnoustroje, ujawniła odwodnioną fazę siarczanu wapnia, co sugeruje, że wydobywają one wodę ze skały, aby przetrwać” – powiedział David Kisailus, główny autor i profesor inżynierii materiałowej UCI. Zespół Kisailusa zastosował połączenie zaawansowanej mikroskopii i spektroskopii, aby zbadać interakcje między odpowiednikami biologicznymi i geologicznymi. Stwierdzono, że organizmy wniknęły w materiał, wydalając biofilm zawierający kwasy organiczne.

„Naukowcy od dawna podejrzewali, że mikroorganizmy mogą być w stanie wydobywać wodę z minerałów, ale jest to pierwsza tego demonstracja” – powiedziała prof. Jocelyne DiRuggiero. „Jest to niesamowita strategia przetrwania dla mikroorganizmów żyjących na granicy suchości życia”. To badanie może przynieść korzyści wysiłkom Army Research Lab w dziedzinie biologii syntetycznej. Odkrycia te wzbudziły zainteresowanie laboratorium, ponieważ mechanizmy przeżycia drobnoustrojów można wykorzystać do produkcji biotechnologicznej w trudnych warunkach wojskowych.

Czytaj także:
Polscy studenci nagrodzeni przez NASA. Potrafią prognozować uciążliwe zjawisko

Opracowała:
Źródło: EurekAlert!

Czytaj także

 0