Sommige mikrobes in die diepsee produseer suurstof op 'n tot dusver onbekende manier. Ten einde energie op te wek, oksideer die archaea spesie 'Nitrosopumilus maritimus' ammoniak, in teenwoordigheid van suurstof, tot nitraat. Maar toe navorsers die mikrobes in lugdigte houers verseël het, sonder lig of suurstof, kon hulle steeds O produseer2 vir gebruik in oksidasie van ammoniak na nitriet.
Oseane speel 'n sleutelrol in die handhawing van die vlak van suurstof in die atmosfeer. Ongeveer 70% van die suurstof in die atmosfeer deur mariene plante geproduseer word, maak reënwoude ongeveer een derde (28%) van die aarde se suurstof uit, die oorblywende 2 persent van Aardese suurstof kom van ander bronne af. Die oseaan produseer suurstof deur fotosintese deur die oseaniese plante (fytoplankton, kelp en algplankton).
Daar is egter 'n groep van min spesies mikrobes wat in die see leef wat suurstof produseer in die donker, in afwesigheid van sonlig, deur 'n proses wat verskil van fotosintese. Nitrosopumilus maritimus het nou op grond van hierdie vermoë by hierdie groep handvol mikrobes aangesluit.
Archaea (of archaebacteria) is eensellige mikrobes soortgelyk aan bakterieë in struktuur (dus beide archaea en bakterieë is prokariote), maar evolusionêr verskillend van bakterieë en eukariote, en vorm dus 'n derde groep lewende organismes. Archaea woon in omgewings laag in suurstof en is verpligte anaërobe (wat beteken dat hulle nie normale atmosferiese suurstofvlak kan oorleef nie), byvoorbeeld, halofiele leef in uiters sout omgewings, metanogene produseer metaan, termofiele leef in uiters warm omgewings ens.
Ongeveer 30% van die mikrobiese planktone van die oseane bestaan uit ammoniak-oksiderende archaea (AOA), wat saam met nitriet oksiderende bakterieë (NOB) voorsiening maak vir die oorheersende anorganiese stikstofbron in die oseaan en 'n sleutelrol speel in die oseaniese stikstofsiklus.
Beide hierdie twee archaea, dws AOA en NOB is bekend daarvoor dat hulle afhanklik is van molekulêre suurstof (O2) in die oksidasie van ammoniak na nitriet.
NH3 + 1.5 O2 → NEE2- + H2O + H+
Tog word hierdie archaea in oorvloed gevind in anoksiese mariene omgewings met baie lae of selfs onopspoorbare suurstofvlakke. Dit is baie verbasend, veral in die lig van die feit dat hulle geen bekende anaërobiese metabolisme het nie. Hul energiemetabolisme vereis suurstof, maar hulle word gevind in omgewings waar suurstof onopspoorbaar is. Hoe doen hulle dit?
Om dit te ondersoek, het die navorsers het inkubasies van die archaea uitgevoer Nitrosopumilus maritimus by uiters lae suurstofkonsentrasies in nano (10-9) reeks. Hulle het gevind dat na suurstofuitputting, die archaea in staat was om klein hoeveelhede suurstof onder anoksiese toestande te produseer. Hulle het O2 vir oksidasie van ammoniak self terwyl dit terselfdertyd nitriet tot stikstofoksied reduseer (N2O) en distikstof (N2).
Hierdie studie het die pad van anaërobiese ammoniakoksidasie getoon (hoe O2 produksie deur Nitrosopumilus maritimus in suurstofarme oseaniese omgewing stel hulle in staat om ammoniak na nitraat te oksideer om energie op te wek). Dit het ook 'n nuwe pad van N ontbloot2 produksie in diepte see omgewing.
***
Bronne:
- Kraft B., et al 2022. Suurstof- en stikstofproduksie deur 'n ammoniakoksiderende argeon. Wetenskap. 6 Jan 2022. Vol 375, Uitgawe 6576 pp. 97-100. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe6733
- Martens-Habbena W., en Qin W., 2022. Argeale nitrifikasie sonder suurstof. Wetenskap. 6 Jan 2022. Vol 375, Uitgawe 6576 pp. 27-28. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abn0373
***
