Ученые обнаружили новые бактерии, образующие минералы внутри своего организма

Новый вид фотосинтетических бактерий, недавно открытый биологами, способен контролировать образование минералов (кальций, магний, барий и карбонаты стронция) внутри своей собственной клетки. Анализ, опубликованный французскими исследователями в журнале Science, показал существование нового типа биоминерализации, механизм которой все еще остается неизвестным. Это обнаружение имеет большое значение для правильного истолкования записей древних ископаемых.

Цианобактерия давно привлекает внимание ученых. Микроорганизмы, участвующие в процессе фотосинтеза, сыграли основную роль в истории Земли, в частности, способствуя обогащению атмосферы кислородом. Некоторые цианобактерии способны образовывать углекислый кальций за пределами своей клетки, особенно те, что связаны со строматолитами, карбонатовыми скалами возрастом более трех миллиардов лет, которые являются одними из самых ранних следов жизни на Земле.

Ископаемые цианобактерий, следовательно, должны были присутствовать среди этих типов формирования жизни. Тем не менее, анализ окаменелых останков цианобактерий показал, что они впервые появились 700 миллионов лет назад, а не сразу, после того, как уровни кислорода стали увеличиваться на атмосфере Земли около 2.3 миллиардов лет тому назад.

Группе французских исследователей удалось обнаружить причину такого временного расхождения. В строматолитах, собранных на дне озера в Мексике и выращенных в лаборатории, ученые нашли новый вид цианобактерий с названием Candidatus Gloeomargarita lithophora. Благодаря пока неизвестному механизму биоминерализации, этот вид цианобактерий способен образовывать в клетках собственного организма около 270 нанометров (270 миллиардных метра) наночастиц углекислого кальция.

До сих пор было известно, что цианобактерии свойственно внеклеточное формирование углекислого кальция в сроматолитах, а о внутриклеточном образовании минералов ученые даже не подозревали. Еще одной отчетливой характеристикой нового вида является то, что микроорганизмы накапливают стронций и барий, объединяя их с карбонатом.

Новые сведения несут огромное значение для верной интерпретации записей древних ископаемых. Если цианобактерии связанные со строматолитами образовывали карбонаты внутри клеток, а не снаружи, они не были сохранены в записях ископаемых. Это вполне объясняет расхождение во времени, с которым столкнулись ученые, определяя возраст микроорганизмов. В записях указано, что самые древние микроорганизмы появились 700 миллионов лет назад, однако теперь выяснилось, что самые ранние цианобактерии все-таки появились примерно 2.3 миллиарда лет тому назад. Следующим шагом в исследовании станут поиски открытий механизма, позволяющего цианобактериям вырабатывать углекислый кальций.