Ученым-микробиологам удалось обнаружить в грунтовых водах "нанобактерии" – невероятно мелкие микробы, размеры которых существенно меньше общепринятых пределов миниатюрности. Более детально о необычайной находке ученых узнавали журналисты раздела "Наука" издания "Биржевой лидер".
Ученые, входящие в состав международной группы микробиологов, выявили в образцах обычных грунтовых вод сразу несколько штаммов бактерий, размеры которых были значительно меньше общепринятого до этой находки минимального предела для жизни. По словам специалиста из Университета Калифорнии в американском Беркли Джилл Банфилд, данные бактерии сверхмалого размера могут быть первым примером того подраздела микробов на нашей планете, о котором ученым до сих практически ничего не было известно.
Микробиолог отметила, что найденные микробиологами "нанобактерии" являются чрезвычайно загадочными – ученым удалось обнаружить следы пребывания этим миниатюрных организмов во многих средах. Скорее всего, данные бактерии играют весьма важную роль как в работе экосистем, так и в сообществах микробов. По словам Банфилд, микробиологи пока еще так и не смогли понять, чем же все-таки занимаются найденные сверхминиатюрные живые организмы.
При этом стоит отметить, что Банфилд и ее коллегам в ходе проведенных ими исследований удалось найти ответ на вопрос, являющийся на сегодняшний день, пожалуй, наиболее обсуждаемым среди ученых-эволюционистов и микробиологов: каковы могут быть минимально необходимые пределы размера живого организма. Выявить данные "нанобактерии" ученым удалось в ходе тщательного изучения при помощи электронного микроскопа образцов самых что ни на есть обычных грунтовых вод.
Напомним, что в настоящее время большинство ученых убеждены, что существует некий минимальный размер, являющийся пределом, необходимым для жизни живого существа, и организм, который по своим размерам меньше данного предела, просто не сможет существовать. Под этим размером, как правило, ученые понимают определенный минимальный размер белковой клетки организма, которая вмещает в себя генетический материал и нескольких белковых сборочных "аппаратов" – рибосом. Впрочем, на данном аспекте единодушие ученых заканчивается, и начинаются споры относительно того, насколько плотно может быть "упакован" данный элемент.
Группа Банфилд искала ответы на вопросы в живой среде, а не в теории.
Ученые из группы Джилл Банфилд решили заняться поиском ответа на интересующий весь ученый мир вопрос не в теории, а непосредственно в живой среде, в природе. Они обратили внимание на тот факт, что большинству из их коллег в течение нескольких последних лет удавалось выявить несколько сотен видов микроорганизмов, ДНК которых была очень компактная и очень короткая – по мнению группы Банфилд, как раз эти микроорганизмы и могут обладать необычайно малыми размерами.
Для того чтобы проверить свою гипотезу на практике, микробиологами была создана целая система специальных фильтров. В данной системе нижние ячейки не пропускали кусочки материи, размер которых превышает 0,2 микрона – в настоящее время такие фильтры используют для стерилизации воды в медицине. После того как через данные фильтры были пропущены собранные образцы грунтовых вод, исследователи принялись тщательно изучать содержимое образцов. В результате исследований микробиологи с удивлением констатировали, что в пропущенной через фильтры воде было выявлено сразу несколько видов микроорганизмов, размеры которых были в несколько раз меньше ожидаемых.
Согласно расчетам, которые были сделаны Банфилд и ее коллегами, объем каждой из выявленных в результате проведенного исследования бактерии составляет всего лишь 0,009 кубического микрометра. Для более наглядного примера стоит отметить: внутри одной только кишечной палочки может свободно разместиться колония из 150 недавно обнаруженных микроорганизмов, при этом 150 тысяч выявленных микробиологами "нанобактерий" свободно могут разместиться на кончике человеческого волоса.
Ученые, выявившие существование микроорганизмов за предполагаемым до сих пор минимальным размером, попытались обнаружить родовую принадлежность этих микробов, проведя для этого изучение структуры их генома. Выяснилось, что обнаруженные микроорганизмы принадлежат к трем группам бактерий – OP11, WWE3 и OD1, которые до сих пор были очень слабо изучены. Микробиологи отметили, что примерно половина генов найденных микроорганизмов обладает очень необычной структурой, и предназначение этих генов для ученых пока еще остается неразрешенной загадкой.
При этом относительно небольшая длина данных микроорганизмов – не более миллиона генетических "букв"-нуклеотидов, указывает на то, что эти микробы не могут жить от бактерий более крупных размеров, поставляющих "малышам" недостающие питательные вещества и белки. Подтверждением данной гипотезы являются многочисленные усики-пилии, которыми покрыта поверхность "нанобактерий", благодаря которым микроорганизмы имеют возможность обмениваться необходимыми веществами со своими более крупными "собратьями".
Исследователи также отметили, что их коллегам несколькими годами ранее удалось обнаружить практически таких же самых маленьких архей – очень похожих на бактерии представителей микромира, а это значит, что обе находки ученых существенно расширяют как возможные пределы жизни, так и потенциал для ее поиска на других планетах.
