Rovnováha mezi procesy produkujícími a spotřebovávajícími metan má zásadní vliv na celosvětové emise tohoto silného skleníkového plynu do naší atmosféry. Tým mikrobiologů a biogeochemistů nyní objevil archaeona - další větev starověkých prokaryot kromě bakterií - řádu Methanosarcinales, který používá železo k přeměně metanu na oxid uhličitý. Během tohoto procesu se redukované železo stane dostupným pro jiné bakterie. V důsledku toho mikroorganismus spouští energetickou kaskádu ovlivňující cyklus železa a metanu a tím i emise metanu, popisují v článku první autorky Katharina Ettwig a Baoli Zhu.
Použití při čištění odpadních vod
Kromě toho, tyto archaea mají v rukávu další trik. Dokážou přeměnit dusičnany na amonium: oblíbené jídlo slavných bakterií anammox, které přeměňují amonium na plynný dusík bez použití kyslíku. "To je důležité pro čištění odpadních vod," říká Boran Kartal, mikrobiolog, který se nedávno přestěhoval z Radboud University do Institutu Maxe Plancka v Brémách. "Bioreaktor obsahující anaerobní metan a mikroorganismy oxidující amonium lze použít k současné přeměně amonia, metanu a oxidovaného dusíku v odpadních vodách na neškodný plynný dusík a oxid uhličitý, který má mnohem nižší potenciál globálního oteplování." Stejný proces by mohl být důležitý také například na rýžových polích, která představují přibližně 20 procent emisí metanu souvisejících s lidmi.
Blíže, než se očekávalo
I když existují četné náznaky, že taková oxidační činidla metanu závislá na železe existovala, výzkumníci je nikdy nedokázali izolovat. Překvapivě byly přímo před našimi dveřmi: „Po letech hledání jsme je našli v naší vlastní sbírce vzorků,“říká s úsměvem mikrobiolog Mike Jetten z Radboud University. "Nakonec jsme je objevili v obohacovacích kulturách z Twentekanaal v Nizozemí, které máme v naší laboratoři léta. Získali jsme velké množství biomasy tím, že jsme je krmili metanem a dusičnany." Kartal dodává: "Na základě genetického plánu těchto mikroorganismů jsme předpokládali, že by také mohly přeměnit částice železa spojené s oxidací metanu. Když jsme testovali naši hypotézu v laboratoři, tyto organismy udělaly trik." V dalším kroku se chce Kartal podívat blíže na detaily procesu. "Tato zjištění vyplňují jednu ze zbývajících mezer v našem chápání anaerobní oxidace metanu. Nyní chceme dále prozkoumat, které proteinové komplexy se tohoto procesu účastní."
Magický čtverec mikrobiologie
Před lety Jetten a jeho tým sestavili tabulku s dostupnými donory a akceptory elektronů, které by měly umožnit růst – dosud neznámých – mikroorganismů. Jakýsi magický čtverec mikrobiologie. Očekával, že do každé krabice se vejde bakterie nebo achaeon, protože evoluce jen zřídka nechává mezeru neobsazenou. Jeho tým již objevil osm z devíti přízračných mikroorganismů v tabulce tabulky: Methanosarcinales zaplňuje předposlední políčko. "To je opravdu zvláštní zjištění," vysvětluje Jetten. "Doufáme, že brzy objevíme poslední mikroorganismus, ale australští a američtí vědci nám šlapou v patách, takže toto jsou vzrušující časy."
Před miliardami let
Nově objevený proces by také mohl vést k novým pohledům na ranou historii naší planety. Již před miliardami let Methanosarcinales archaea mohl hojně prosperovat v atmosféře bohaté na metan ve železitých (železo držících) Archaeských oceánech, 4 až 2.před 5 miliardami let. Více informací o metabolismu tohoto organismu může proto vrhnout nové světlo na dlouhodobou diskusi o úloze metabolismu železa na rané Zemi.
