Odkryto organizmy, które produkują bezpostaciowy węgiel

Z węgla zbudowane są wszystkie żywe organizmy na Ziemi, a pierwiastek ten nieustannie, w delikatnej równowadze obiega różne sfery planety - biologiczną, struktury biologiczne, oceany, ludzką cywilizację.

Przybiera on przy tym różne postacie - występuje w związkach organicznych, nieorganicznych, w formie diamentu, czy grafitu, wynalazków takich jak nanorurki czy grafen.

Może być też bezpostaciowy - tzw. amorficzny.

Naukowcy z Virginia University of Technology z kolegami z ośrodków z Niemiec odkryli dwa mikroby które produkują właśnie tę ostatnią postać węgla.

Według badaczy, odkrycie zaprzecza wszelkim oczekiwaniom odnośnie możliwości mikroorganizmów.

"Nigdy nie sądziliśmy, że amorficzny węgiel mógłby być produkowany przez żywe organizmy, ponieważ zwykle do jego powstania niezbędne są ekstremalne reakcje" - podkreśla prof. Robert White, współautor pracy opublikowanej na łamach pisma "Science Advances".

Węgiel bezpostaciowy powstaje np. przy ekstremalnych temperaturach i ciśnieniach, czy w trakcie spalania organicznej materii. Można go znaleźć np. w sadzy.

Odkrycie rodzi zasadnicze pytania: dlaczego i jak stworzenia te wytwarzają taką formę węgla, czy może ona powstawać w ilościach wystarczających do oddziaływania na obieg tego pierwiastka w przyrodzie?

"To pierwsza informacja o amorficznym węglu produkowanym przez organizmy zamieszkujące Ziemię. Jesteśmy żywo zainteresowani możliwymi konsekwencjami dla cyklu węglowego" - dodaje ekspert.

Jedna z opisanych bakterii należy do tzw. metanogenów - organizmów produkujących metan, a druga do metanotrofów - organizmów żywiących się metanem.

Metanogeny żyją często w miejscach bogatych w rozkładającą się materię organiczną i ubogich tlen, np. na bagnach, moczarach, czy w żołądkach krów.

Organizmy te odpowiadają za 90 proc. biologicznie produkowanego metanu, z czego ponad 30 proc. pochodzi z żołądków krów.

Interesują one wielu naukowców, ponieważ metan to jeden z najsilniej działających gazów cieplarnianych.

Metanotrofy żyją z kolei głównie na dnie oceanów, gdzie zamieniają metan w dwutlenek węgla.

Przez lata zajmujący się metanogenami badacze zauważali czarne punkty w bakteryjnych hodowlach, jednak zakładali, że to siarczek żelaza często wytwarzany przez te bakterie.

Jeszcze więcej czarnego materiału zauważano w hodowlach metanotrofów, co zmusiło ekspertów do zastanowienia.

"Zawsze zastanawiałem się, podobnie jak wielu ekspertów od metanogenów, czym jest ten czarny materiał. Myśleliśmy, że to depozyty siarczku żelaza, ale beztlenowe metanomorfy produkują czarnej substancji dużo więcej" - opowiada prof. Kylie Allen.

Kolejne pytania, np. o znaczenie amorficznego węgla dla przyrody, czekają na odpowiedzi.

Publikację można znaleźć tutaj: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg9739