Okyanus Kurallarını Çiğneyen Mikroplar, Güneş Olmadan Oksijen Üretebiliyor
Dünyadaki yaşamın çoğu için oksijen gereklidir ve bu oksijeni üretmek için genellikle Güneş ışığına ihtiyaç vardır. Ancak heyecan verici bir gelişmeyle, araştırmacılar okyanusta yaşayan, tüm kuralları çiğneyen yaygın bir mikrop yakaladılar.
Bilim insanları, Nitrosopumilus maritimus adı verilen bir mikrop buldular ve amonyak oksitleyici arke (AOA) olarak adlandırılan birkaç kuzeni, kendi başlarına oksijen üreterek karanlık, oksijensiz ortamlarda hayatta kalabilirler. Bunu daha önce görülmemiş bir biyolojik süreç kullanarak yapıyorlar.
Bu mikropların oksijenin kıt olduğu ortamlarda yaşayabilecekleri daha önce belirlenmiş olsa da, orada neye ulaştıkları ve bu süre boyunca nasıl hayatta kaldıkları netlik kazanmadı. Bu yeni araştırmanın arkasındaki ilham kaynağı da buydu. Mikrobiyolog Beate Kraft, “Bu mikroplar, nitrojen döngüsünde önemli bir rol oynadıkları okyanuslarda gerçekten bol miktarda bulunuyor” diyor.
“Bunun için oksijene ihtiyaçları var, bu yüzden oksijenin olmadığı sularda neden bu kadar bol oldukları uzun zamandır bir bilmeceydi. Biz de onlar hakkında orada işlevsiz bir şekilde mi takılan bir tür hayalet hücreler mi diye düşündük?” Okyanustan bir kova deniz suyu toplayın ve her beş hücreden biri bu organizmalar olacaktır. Bu denli yaygınlar. Araştırmacılar mikropları doğal ortamlarından çıkararak laboratuvara aktardılar.
Ekip, mevcut tüm oksijen bittiğinde ve yeni oksijen üretmek için güneş ışığı olmadığında ne olacağına daha yakından bakmak istedi. Aynı senaryo, N. maritimus oksijen açısından zengin sulardan oksijeni tükenmiş sulara geçtiğinde de gerçekleşir. Buldukları, beklenmedik bir şeydi: mikroorganizmalar, yan ürün olarak nitrojen gazı (dinitrojen) ile nitrit oluşturmak için kendi oksijenlerini ürettiler.
Jjeobiyolog Don Canfield, “Sudaki tüm oksijeni nasıl kullandıklarını gördük ve daha sonra sürpriz bir şekilde, dakikalar içinde oksijen seviyeleri tekrar yükselmeye başladı. Ve bu çok heyecan vericiydi.” diyor Şu anda, araştırmacılar mikropların bu hileyi nasıl yaptıklarından emin değiller ve üretilen oksijen miktarı nispeten küçük görünüyor: sadece kendi hayatta kalmaları için yeterli.
Yeni bulgunun gösterdiği şey, N. maritimus’tan gelen oksijen üretiminin, gaz halindeki nitrojen üretimiyle bağlantılı olmasıdır. Mikroplar, oksijeni tükenmiş bir ortamda enerjiyi metabolize etmek için kullandıkları bir süreç olarak bir şekilde amonyağı (NH3) nitrite (NO2 ) dönüştürüyorlar. Bu da, ekibin nitrojen gazının yan ürünü (N2) ile birlikte izlerini tespit ettiği kendi oksijenlerini üretmelerini gerektiriyor.
Bu süreç, biyolojik olarak kullanılabilir nitrojeni çevreden uzaklaştırır ve bu, nitrojen döngüsünde tüm ekosistemlerin temelini oluşturan yeni bir icattır. Bu bulgunun “geniş kapsamlı” sonuçları olabilir ve bunun daha fazla araştırılmaya ihtiyacı var.
Kraft, “Bu yaşam tarzı okyanuslarda yaygınsa, bizi kesinlikle denizdeki nitrojen döngüsüne ilişkin mevcut anlayışımızı yeniden düşünmeye zorluyor” diyor. “Bir sonraki adımım, dünyanın çeşitli okyanus noktalarındaki oksijeni tükenmiş sularda laboratuvar kültürlerimizde gördüğümüz fenomeni araştırmak olacak.”
Araştırma Science dergisinde yayınlandı.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Bilim İnsanları Havadan DNA Toplayarak 74 Hayvan Türü Tespit Etti
/Okyanus Kurallarını Çiğneyen Mikroplar, Güneş Olmadan Oksijen Üretebiliyor/