Наши далекие предки дышали азотом?

Считалось, что во многих уголках биосферы Земли, куда нет доступа кислорода - таких как глубокие толщи океанского дна, - могут жить только самые примитивные организмы-прокариоты, например, бактерии. Однако, как сообщает Scientific American, недавно группа ученых из Датского национального института исследований окружающей среды обнаружила, что в таких "невозможных" условиях способен обитать, по крайней мере, один представитель более эволюционно продвинутых организмов-эукариот - ракушковая амеба-фораминифера Globobulimina pseudospinescens.

Исследуя колонки морского грунта, полученные из глубин донных отложений одного из фиордов Швеции, ученые обнаружили зону, которая характеризовалась повышенным содержанием нитратов и очень высоким обилием фораминифер. Затем аналогичная находка была сделана в чилийском заливе Консепсьон, что подтвердило наличие корреляции между содержанием в среде азотных соединений и фораминифер.

Дальнейший анализ показал, что фораминиферы содержат примерно в 500 раз больше нитратов, чем ил, в котором они обитают. Таким образом, оказалось, что эти создания способны концентрировать азотные соединения из окружающей среды.

Биоконцентрация нитратов требует затрат энергии и вряд ли имела бы место, если бы это не было выгодно организму. За счет нитратов, в анаэробных условиях могут существовать многие бактерии, осуществляющие процесс денитрификации с образованием нитритов и закиси азота по схеме 2HNO3 -->2HNO2 -->N2O -->N2, получая необходимую для этого энергию в результате окисления органических веществ (углеводы, спирты, органические кислоты), причем кислород нитратов является акцептором электрона водорода.

В лабораторных экспериментах было выяснено, что фораминиферы активно поглощают нитраты из среды, но при этом не содержат симбионтных бактерий, которые могли бы оказывать им услугу по денитрификации. Следовательно, прокариоты-фораминиферы имеют какой-то собственный механизм, который позволяет им накапливать и использовать нитраты окружающей среды.

Это действительно знаменательное открытие - впервые показана способность более сложных, чем бактерии, организмов осуществлять процесс денитрификации. Следовательно, эти организмы не только могут выживать в очень неблагоприятных анаэробных условиях, но и играют определенную роль в глобальном цикле азота.

Скорее всего, G. pseudospinescens - далеко не рекордсмен в том, что касается способности к накоплению и ассимиляции нитратов. В глубине чилийских вод обнаружены два других вида фораминифер, концентрация нитратов в которых в 15 тысяч раз больше, чем в окружающей их поровой воде донных отложений.