Поедающая металл бактерия, существование которой было предсказано сто лет назад, была случайно обнаружена в лаборатории

Темная субстанция оказалась двуокисью марганца – он образуется, когда ионы марганца теряют электроны и происходит реакция окисления. Но что-то должно было спровоцировать эту реакцию – тот самый «похититель электронов».

«Я подумал, что здесь может быть замешан микроб, существование которого давно предсказано учеными, но который в реальности так и не был найден», – говорит Лидбитер, исследователь из Калифорнийского технологического института.

Чтобы разгадать загадку, Лидбитер и его команда покрыли несколько склянок MnCO3, а часть из них стерилизовали горячим воздухом (известно, что карбонат марганца устойчив к такому воздействию). Соединение марганца на стерилизованных склянках не потемнело даже год спустя, а вот те, что не были стерилизованы, изменили свой цвет. Получается, что «похитителем электронов» было нечто, что можно было уничтожить горячим воздухом. Ученые провели бактериологическое исследование содержимого склянок и с помощью анализа РНК обнаружили 70 видов бактерий. В процессе последующих экспериментов большая их часть была исключена из списка подозреваемых, пока не осталось два вида – бактерия вида nitrospirae, имеющая серпообразную форму, и палочковидная бактерия betaproteobacterium.

«Мы изолировали betaproteobacterium, но оказалось, что этот вид не может окислять карбонат марганца в одиночку. Nitrospirae также не справилась сама», – пишут авторы исследования.

Тогда ученые поняли, что похищение электронов было командной работой. Но каким был мотив бактерий? В ходе дальнейших экспериментов исследователи подтвердили предположение о том, что поедающие металл бактерии были аутотрофными, то есть способными использовать энергию электронов марганца для превращения CO2 в пригодный к употреблению углерод (как растения используют солнечный свет для превращения CO2 и воды в сахара и кислород в процессе фотосинтеза).

«Нам впервые удалось обнаружить бактерии, которые используют марганец в качестве источника питания», – говорит Лидбитер, хотя их существование было предсказано еще столетие назад.

Марганец играет ключевую роль в обработке жиров и белков в человеческом организме и формировании костей, а получить его можно из орехов и зеленых листьев. Однако, несмотря на его распространенность на планете, многое в природе марганца остается загадкой, включая его странную «любовь» к закупориванию водопроводов. Этот элемент также присутствует во многих взаимосвязанных циклах с участием углерода, железа, кислорода и азота, поэтому доказательство существования поедающих электроны марганца бактерий поможет объяснить многие загадки и расширить наше понимание того, как этот переходный металл повлиял на эволюцию планеты.