Биологи открыли уникальную "коллективную" форму фотосинтеза
Американские биологи открыли уникальную форму симбиоза между бактериями, каждая из которых отвечает за работу двух главных половинок фотосинтеза и которые можно использовать для очистки вод или производства "чистого" электричества, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
"Мы думаем, что подобное сотрудничество между микробами может часто происходить в живой природе. Сейчас мы пытаемся понять, как происходит подобная "торговля" электронами между микробами", - заявил Халук Бейенал (Haluk Beyenal) из университета штата Вашингтон в Пуллмане (США).
Растения и бактерии умеют превращать энергию света в питательные вещества при помощи так называемых фотосистем I и II. Вторая система захватывает фотоны света и преобразует их в свободные электроны и расщепляет воду, а первая использует электроны и СО2 для сборки молекул питательных веществ. Работа и структура этих систем хорошо изучена, однако их взаимодействие и расположение внутри клетки оставались загадкой для ученых.
Как выяснили Бейенал и его коллеги, на Земле существуют фотосинтезирующие вещества, у которых отсутствует фотосистема-II, считавшаяся критически важным компонентов фотосинтеза. Ими являются бактерии Prosthecochloris aestaurii, живущие в водах сверхсоленого озера Хот в штате Вашингтон, недавно открытые другой группой биологов.
Эти микробы, по словам биологов, научились извлекать электроны из окружающей их среды и использовать их для фотосинтеза. Источником этих электронов, как выяснила команда Бейенала, может быть хорошо известная "электробактерия" Geobacter sulfurreducens, поедающая органику и выделяющая электроны в окружающую среду.
Объединив колонии этих микробов, ученые получили самоподдерживающуюся систему, которая не нуждается в подпитке извне, как каждый из этих видов микробов по отдельности - Geobacter sulfurreducens снабжает Prosthecochloris aestaurii электронами, а фотосинтезирующий микроб, в свою очередь, "подкармливает" электробактерии питательными веществами.
Фактически, как объясняет Бейенал, формируется уникальная "бескислородная" форма фотосинтеза, для работы которой не нужно ничего, кроме углекислоты, света и воды. Подобные симбиотические "альянсы" микробов, как предполагают ученые, можно использовать для очистки сточных вод и других бедных кислородом уголков Земли, где другие фотосинтезирующие организмы просто не могут существовать. Кроме того, таких микробов можно приспособить для производства электроэнергии и других промышленных целей.
