Nové extrémofily z hĺbok prastarého ľadovca  
Mikroorganizmy tvoria asi tretinu pozemskej biomasy. Odhad predpokladá existenciu asi 3 miliónov druhov, z ktorých zatiaľ poznáme necelých 8 tisíc. Niektoré z nich dokážu žiť, alebo aspoň v hybernovanom stave existovať v extrémnych podmienkach. Po desiatky až stovky tisícov rokov, čo potvrdili aj novoobjavené baktérie zamrazené v trojkilometrovej hĺbke grónskeho ľadovca.

 

Zvětšit obrázek
GISP2 (Greenland Ice Sheet Project 2) bol projekt 3 053 metrového výskumného vrtu do ľadovcového príkrovu v Grónsku. Okolo vrtu s vrtnou vežou bola postavená kupola.
Kredit: Mark Twickler, University of New Hampshire

V roku 1993 sa v Grónsku uskutočnil významný veľký projekt – výskumný vrt, ktorý na svetlo sveta vyniesol ľad z hĺbky až 3 053,44 m. Vrtné jadro, narezané na vzorky zodpovedajúce určitej hĺbke a teda aj určitej dávno minulej dobe, sa na dlhé roky stalo objektom rozsiahleho výskumu. Zo vzoriek, ktoré pochádzajú z hĺbky troch kilometrov (presne 3 042 m) a tvorí ich 120 tisíc rokov starý ľad, vedci vyizolovali nový druh drobnej gramnegatívnej baktérie a pokúsili sa o jej postupné oživenie. Úspešne.


O objav i znovuzrodenie pradávnej baktérie, pomenovanej Herminiimonas glaciei, sa zaslúžil tím vedcov z Pennsylvánskej štátnej univerzity vedený Jennifer Loveland-Curtzeovou. Podrobnosti o svojej práci publikovali v najnovšom čísle časopisu International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 


Nový mikroorganizmus prináleží do rodu Herminiimonas, ktorý zdieľa s ďalšími, veľmi príbuznými druhmi, bežne sa vyskytujúcimi v pôdach a znečistených vodách. Baktéria Herminiimonas glaciei je jednobunkovým organizmom, ktorého telo tvorí bunka v tvare mikroskopickej tyčinky s objemom 0.043 µm3. Z jej povrchu vyčnievajú tenučké, ale vzhľadom na veľkosť bunky dlhé vlákna – bičíky, slúžiace baktérii na pohyb. Môže ich byť rôzny počet: 1 alebo 2 koncové, a k nim prípadne ešte 1 až 3 bočné. Tieto baktérie potrebujú na svoju existenciu aerobné prostredie, ale s nižším obsahom kyslíka, než je v atmosfére. Takéto mikroorganizmy sa nazývajú mikroaerofily.  

 

Zvětšit obrázek
Todd Sowers z Pennsylvánskej štátnej univerzity rozrezáva vrtné jadro na jednotlivé vzorky, ktorých čakajú podrobné analýzy. Kredit: Todd Sowers, Penn State

Nová baktéria je nepatrná, viac ako desaťnásobne menšia než bežná baktéria E. coli. Možno práve to jej pomohlo bez poškodenia „prežiť“ v hybernovanom stave v tenkom filme tekutej vody, ktorý sa tvorí na povrchu kryštálikov ľadu. Malý rozmer je výhodný i z hľadiska efektívnejšieho spracovanie živín a lepšie chráni mikroorganizmus pred predátormi mikrosveta.


Zmrznutá kolónia baktérií mala pôvodne hnedo-purpurovú farbu, ktorá sa však v priebehu dlhej dehybernácie zmenila na priesvitne bielu až slabo žltohnedú. Samotný oživovací proces bol veľmi opatrný a zdĺhavý. Aby vedci baktériu Herminiimonas glaciei z ľadu po jeho opatrnom rozpustení získali, použili filter s pórovitosťou 0.2 µm (2 desaťtisíciny milimetra). Ale aj ten mnohé bakteriálne bunky nezachytil, tak sú mikroskopicky malé. Kolónia „staronových“ baktérií sa potom sedem  mesiacov „vyhrievala“ pri teplote 2˚C a potom ďalšie štyri a pol mesiaca pri teplote 5˚C.


Ako vždy, keď sa na Zemi nájdu mikroorganizmy vzdorujúce extrémnym podmienkam, aj v tomto prípade sa vedci pohrávajú s myšlienkou, ako a kde vo vesmíre by podobná forma života mohla prežiť.
Jennifer Loveland-Curtzeová: „Toto extrémne mrazivé prostredie je najlepšou obdobou možných mimozemských podmienok. Obzvlášť nízke teploty umožňujú uchovať bunky a nukleovú kyselinu aj počas niekoľkých miliónov rokov. Štúdium tejto baktérie odhaľuje, ako bunky môžu prežiť, či dokonca rásť v extrémne drsných podmienkach, vo veľmi priestorovo ohraničenom prostredí s nízkym obsahom kyslíka, výživných látok, kde pôsobí vysoký tlak a nízka teplota klesajúca až na hodnotu - 56˚C.“

 

   
Snímka z rastrovacieho elektrónového mikroskopu,
na ktorej nie je čerstvo medializovaná novoobjavená
baktéria Herminiimonas glacie, ale jej doslova
súkmeňovkyňa z bakteriálneho kmeňa proteobaktérií,
Chryseobacterium greenlandensis, ktorá pochádza
z tých istých hĺbok grónskeho ľadovca.
Kredit: Penn State
Herminiimonas glaciei – po 120 tisíc rokov,
pod trojkilometrovou ľadovou perinou
spiaca novoobjavená baktéria.
Jej prebudenie k životu trvalo takmer rok.
Kredit: Society for General Microbiology

 

H. glaciei nie je pre človeka nebezpečným patogénom, ale môže prechádzať cez filter s pórovitosťou 0,2 mikrónov (2 desaťtisícin milimetra), ktorý sa bežne používa pre sterilizáciu tekutín v laboratóriách a nemocniciach.


Aj keď sa objav nového druhu extrémofilného mikroorganizmu v médiách prezentuje ako úplná novinka a baktéria Herminiimonas glaciei ako unikát z hĺbok grónskeho ľadovca, nie je to obraz úplnej pravdy. Takmer presne pred rokom prebehla médiami v podstate identická správa o objave tiež nového druhu baktérie pomenovanej Chryseobacterium greenlandensis, objavenej tiež v 120 tisíc rokov starom ľade získanom tiež v trojkilometrovej hĺbke grónskeho ľadovca. Pôjde pravdepodobne o to isté vrtné jadro a tie isté vzorky. Svedčí o tom i ďalšia správa z minulého roku, ktorá uvádza obe novoobjavené baktérie.


Ľadovec ani vo svojich hĺbkach nie je úplne sterilný, ako by si ľudia, platiaci za extra čistú pitnú vodu z ľadovcov predstavovali. Naopak, vedci predpokladajú, že práve mikrobiálny obsah ľadu z rôzne starých vrstiev z rôznych hĺbok môže predstavovať formu biomarkerov pre posúdenie klimatických podmienok v období kedy ľad vznikal, prípadne geografického pôvodu zrážok, z ktorých vznikal. 



Zdroje:
EurekAlert! , International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology ,
Physorg  , Ústav pre astrobiológiu NASA 

Datum: 16.06.2009 12:27
Tisk článku

Nový přehled biologie - Rosypal Stanislav, kolektív
 
 
cena původní: 980 Kč
cena: 970 Kč
Nový přehled biologie
Rosypal Stanislav, kolektív

Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni














Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace