Антарктическая зима долгая и темная, температура часто опускается ниже точки замерзания, солнце садится в апреле и не восходит до августа, фотосинтезирующие организмы не могут производить энергию, но жизнь не останавливается. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале «ISME Journal», микроорганизмы Антарктиды способны получать энергию из воздуха при температурах до –20°C. Это открытие углубляет понимание того, как жизнь выживает в экстремальных условиях, и исследует влияние изменения климата на экологические процессы.
Процесс аэротрофии позволяет антарктическим микроорганизмам с помощью ферментов точно использовать атмосферные водород и монооксид углерода для производства энергии. Этот механизм дает преимущество в бедных пустынных почвах. В 2017 году исследование уже подтвердило это явление, но температурные пределы были неизвестны. С 2022 по 2024 год исследователи собрали образцы почвы в Восточной Антарктиде, и лабораторный анализ показал, что аэротрофия может происходить как при летней температуре 4°C, так и при зимней –20°C, что указывает на то, что водород и монооксид углерода служат источником пищи круглый год. Более удивительно, микроорганизмы способны производить энергию даже при температуре до 75°C, демонстрируя адаптивность, далеко выходящую за пределы холодных сред.
Секвенирование ДНК показало, что подавляющее большинство микроорганизмов в антарктической почве кодируют гены для получения энергии из водорода, многие бактерии также могут получать углерод из атмосферы. Эти аэротрофные организмы, являясь основными продуцентами, непосредственно создают биомассу из воздуха, заменяя фотосинтез, зависящий от солнечного света, и играют ключевую роль в пустынных почвах. Аэротрофия возможна круглый год и не требует жидкой воды, обеспечивая стабильную основу для экосистемы.
Аэротрофия имеет решающее значение в экосистемах Антарктиды, и исследование дополнительно оценивает влияние глобального потепления. Прогнозы показывают, что при сценарии с низкими выбросами скорость использования атмосферного водорода аэротрофными организмами увеличится на 4%, а при чрезвычайно высоких выбросах — до 35%; тенденция для монооксида углерода аналогична. Хотя водород не является парниковым газом, он влияет на время пребывания таких газов, как метан. Почвенные микроорганизмы потребляют 82% глобального водорода, являясь ключевой частью водородного цикла. Это исследование предоставляет важный элемент пазла для понимания устойчивости микробных экосистем Антарктиды.
Детали публикации: Автор: Ry Holland, The Conversation; Заголовок: «Microbes in Antarctica survive the freezing and dark winter by living on air»; Опубликовано в: «The ISME Journal» (2026); DOI: 10.1093/ismejo/wrag020
