Vreme čitanja: oko 2 min.
Džinovski cevasti crv koristi dve putanje fiksacije ugljenika radi rekordno brzog rasta
Vreme čitanja: oko 2 min.
U dubokoj morskoj životnoj sredini Istočnopacifičkog grebena, gde sunce ne prodire i okruženje ima ekstremne temperature, razoran pritisak i toksične materije, kod hidrotermalnih otvora živi džinovski cevasti crv Riftia pachyptila.
Raste do dva metra u visinu sa tamnocrvenim trepljama i nema probavni sitem, već se razvija putem simbiotske veze sa bakterijama koje žive duboko unutar njegovog tela. Te milijarde bakterija pretvaraju ugljen-dioksid u šećere kako bi živele u cevastom crvu.
Za razliku od većine autotrofnih organizama, koji opstaju pomoću jedne putanje asimilacije ugljenika, hemoautotrofni endosimbionti Riftia pachyptile imaju dva funkcionalna puta asimilacije ugljenika, piše Phys.org.
Preporučujemo
Okean progutao dva ostrva u Pacifiku: Naučnici predviđaju iseljenje stotine hiljada ljudi
Najstariji kristali otkrivaju da je Zemlja imala kišu i okeane pre četiri milijarde godina
Novo istraživanje sa Hardvarda objašnjava koordinaciju te dve putanje – Kalvinovog ciklusa i reverznog ciklusa trikarboksilne kiseline – koje verovatno funkcionišu paralelno.
Fiksacija ugljenika je proces pretvaranja ugljen-dioksida u šećere i to je primarni proces koji održava našu biosferu. Zavisno od životne sredine, uključujući raspoložive izvore energije i ugljenika, organizmi su razvili različite metaboličke strategije. Fotosintetički organizmi, poput biljaka, koriste sunce radi obezbeđivanja energije za pretvaranje ugljen-dioksida i vode u glukozu i kiseonik.
U dubokom moru, gde ne dopire Sunčeva svetlost, ali gde vulkanski superzagrejana voda izbija kroz hidrotermalne ventile, hemoautotrofni simbionti Riftia pachyptile koriste energiju iz vodonik-sulfida za fiksaciju ugljenika koji pokreće metabolizam i rast crva.
Istraživači su otkrili kako hemijske promene u okruženju utiču na koordinaciju dve ugljenične putanje. Analiza je takođe identifikovala gene sa centralnom ulogom u održavanju i regulisanju složene mreže metaboličkih reakcija u ćelijama.
Transkripcioni obrasci oba ciklusa fiksacije ugljenika značajno variraju u zavisnosti od različitih geohemijskih režima. Putanje su povezane sa specifičnim metaboličkim procesima. Reverzni ciklus trikarboksilne kiseline je povezan sa hidrogenazama i dismililatornom nitratnom redukcijom. Ovi enzimi su bitni za procesuiranje vodonika i nitrata u odsustvu kiseonika, što ukazuje da reverzni ciklus trikarboksilne kiseline ima ključnu ulogu u uslovima niže energije.
Nasuprot tome, Kalvinov ciklus je povezan sa oksidacijom sulfida i asimilatornom nitratnom redukcijom. Oksidacija sulfida je važan proces u hemijski bogatoj sredini hidrotermalnih ventila, gde ima mnogo sulfida. Povezujući Kalvinov ciklus sa oksidacijom sulfida, simbionti mogu efikasno iskoristiti hemijsku energiju dostupnu u svojoj sredini radi fiksacije ugljenika.
Jedan od najzanimljivijih nalaza istraživanja je komplementarna priroda dve putanje. Reverzni ciklus trikarboksilne kiseline je izgleda naročito značajan u situacijama kad su sulfid i kiseonik ograničeni.
Izmereni nivoi fiksacije ugljenika tokom studije bili su izvanredno visoki, što je omogućilo brz rast i opstanak Riftia pachyptile. Dve putanje fiksacije ugljenika – optimizovane za različite uslove u životnoj sredini – možda omogućavaju simbiontima održavanje metaboličke stabilnosti tokom promena životne sredine.
Nova studija otvara nove puteve za istraživanje biološkog izdvajanja ugljenika i osnovne biohemije. Nalazi bi mogli imati praktične primene u biotehnologiji, radi razvoja efikasnijih sistema za fiksaciju ugljenika. Štaviše, mogu dati uvide u evoluciju metaboličkog diverziteta i adaptacije u ekstremnim životnim sredinama.
(Telegraf Nauka/Phys.org)
Povezane vesti
Tajne golog slepog kučeta – kako ga metabolizam štiti od srčanog udara
Nauka Telegraf zadržava sva prava nad sadržajem. Za preuzimanje sadržaja pogledajte uputstva na stranici Uslovi korišćenja.
