Сообщение на тему «Метаногенные археи — «поставщики» органических соединений в древней биосфере».
Первыми живыми организмами на нашей планете были анаэробы, способные усваивать готовые органические вещества первичного океана. Углекислый газ как побочный продукт их обмена веществ выделялся в атмосферу. Живые организмы довольно быстро истощили запасы органики. Преимущество получили и широко размножились микроорганизмы, способные синтезировать органические соединения из углекислого газа и присутствующего в атмосфере водорода.
Важная роль принадлежит археям. Археи — одноклеточные микроорганизмы, не имеющие ядра и мембранных органоидов. Ранее археи объединяли с бактериями в общую группу — прокариоты и называли архе-бактериями, однако сейчас такая классификация считается устаревшей. Установлено, что археи имеют свою независимую эволюционную историю и характеризуются многими биохимическими особенностями, отличающими их от других форм жизни. Метаногенная архея - первый свободноживущий организм.
Метаногены – высокоспециализированные строго анаэробные организмы, получающие энергию за счёт окисления молекулярного водорода, сопряжённого с восстановлением углекислого газа. Некоторые из них нуждаются в простых органич. соединениях – в т. ч. уксусной и муравьиной кислотах, метаноле и веществах, содержащих метильную группу. Конечным продуктом их жизнедеятельности является метан CH4CH4. Метаногены завершают в природе разложение органич. остатков. Они образуют от 70 до 85% поступающего в атмосферу метана.
Археи вторично используют такие элементы, как углерод, азот и серу в своих различных средах обитания.
В результате деятельности метаногенных архей образовывался метан, и высвобождалась энергия, использовавшаяся для процессов жизнедеятельности микроорганизмов:
CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O + Q
Метан поступал в атмосферу и под действием ультрафиолетового излучения превращался в водорастворимые органические соединения, которые вновь возвращались в воду.
Археи осуществляют многие этапы круговорота азота. Это включает в себя как реакции, удаляющие азот из экосистемы, к примеру, азотное дыхание и денитрификация, так и процессы, в ходе которых поглощается азот, такие как усвоение нитратов и фиксация азота. Недавно была открыта причастность архей к окислению аммиака. Эти реакции особенно важны в океанах. Археи также играют важную роль в почвенном окислении аммиака. Они образуют нитриты, которые затем окисляются другими микробами в нитраты. Последние потребляются растениями и другими организмами.
В круговороте серы археи, живущие за счёт окисления соединений серы, получают их из каменистых пород и делают их доступными для других организмов. Однако виды, осуществляющие это, образуют серную кислоту как побочный продукт, и существование таких организмов в заброшенных шахтах может, совместно с кислотными шахтными водами, причинить вред окружающей среде.
В круговороте углерода метаногены удаляют водород и играют важную роль в разложении органической материи популяциями микроорганизмов, выступающих как разлагатели в анаэробных экосистемах, таких как илы, болота и водоочистные сооружения. Однако метан — один из самых распространённых газов в земной атмосфере, вызывающих парниковый эффект, достигая 18 % от общего объёма парниковых газов. Он в 25 раз более эффективен по способности вызывать парниковый эффект, чем углекислый газ. Метаногены (главный источник атмосферного метана) выделяют большую часть ежегодного выброса метана. Поэтому эти археи причастны к созданию парникового эффекта на Земле и глобальному потеплению.
Древние метаногенные термофильные анаэробные археи играли (вместе с ацетогенными бактериями) важную роль на ранних этапах эволюции до появления кислородной атмосферы.