Самые древние бактерии. Бактерии

МОСКВА, 23 окт - РИА Новости. Сотрудники геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова узнали, что у микроорганизмов, которые обитают в вечной мерзлоте, устойчивость к антибиотикам появилась намного раньше, чем у человека. Это в будущем поможет понять природу устойчивости человека к лекарствам, применяемым в медицине. Результаты работы были опубликованы в журнале Microbial Ecology in Health and Disease.

Авторы изучали живые микроорганизмы, бактерии и вирусы, поражающие бактерии, (бактериофаги), которые находятся в вечной мерзлоте. Микроорганизмы — неотъемлемая часть мерзлых пород, но их свойства, роль и значение, в том числе в геологических процессах, изучены слабо. Ученые предполагают, что возраст клеток микроорганизмов в мерзлых толщах, которые занимают около 65% территории России, составляет тысячи и даже миллионы лет. Однако механизм, который позволяет им сохраняться так долго, до сих пор неясен. Температуры мерзлоты недостаточно низки, чтобы клетки или бактериальные споры находились в мерзлом состоянии, и при этом их окружает лед и частицы горных пород. Они должны погибнуть из-за многочисленных повреждений генома и других клеточных структур, а эти повреждения обычно накапливаются довольно быстро.

"Оказалось, что изучаемые нами древние микроорганизмы устойчивы к антибиотикам. Это значит, что устойчивость к антибиотикам появилась у бактерий задолго до масштабного применения человеком таких средств.

Следовательно, ее природа, очевидно, не связана с современной адаптацией микробов к антибиотикам, а имеет гораздо более древнее происхождение", — рассказал один из авторов статьи Анатолий Брушков, доктор геолого-минералогических наук, заведующий кафедрой геокриологии геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

В ходе работы ученые проводили генетические исследования, секвенирование и анализ генома одной из выделенных бактерий, а также экспериментальные исследования с использованием современных антибиотиков.

"Надеемся, что исследование поможет уточнить природу резистентности к этим крайне необходимым в медицине препаратам. Мерзлота сокращается в результате глобальных изменений климата, и появление в современной биосфере бактерий, заключенных в мерзлых породах, может принести сюрпризы", — заключил ученый.
Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Каролинского института в Стокгольме.

В черных сланцах Западной Австралии возрастом 3,5 миллиарда лет сохранились остатки самых древних организмов, когда-либо обнаруженных на Земле. Видимые лишь под микроскопом шарики и волоконца принадлежат прокариотам – микробам, в клетке которых еще нет ядра и спираль ДНК уложена прямо в цитоплазме. Древнейшие окаменолости обнаружил в 1993 году американский палеобиолог Уильям Шопф. Вулканические и осадочные породы комплекса Пилбара, что к западу от Большой песчаной пустыни в Австралии – одни из самых старых пород на Земле. По счастливой случайности эти образования не столь сильно изменились под действием мощных геологических процессов и сохранили в прослоях остатки ранних существ.

Убедиться в том, что крохотные шарики и волоконца в прошлом были живыми организмами, оказалось трудно. Ряд мелких бусинок в горной породе может быть чем угодно: минералами, небиологической органикой, обманом зрения. Всего Шопф насчитал 11 видов окаменелостей, относящихся к прокариотам. Из них 6, по мнению ученого, – это цианобактерии, или синезеленые водоросли. Подобные виды до сих пор существуют на Земле в пресных водоемах и океанах, в горячих ключах и близ вулканов. Шопф насчитал шесть признаков, по которым подозрительные объекты в черных сланцах следует считать живыми.

В 2011 году в Канаде обнаружены окаменелые микроорганизмы, защищенные твердыми пластинами. Находка может оказаться древнейшим примером биоминерализации (образования неорганических твердых веществ в живых организмах): ее возраст оценивается в 717–812 млн лет.

Сегодня многие живые существа развили способность образовывать минеральные вещества для формирования костей, зубов, панцирей и других частей организмов. Но в неопротерозойскую эру, к которой относятся эти одноклеточные, процесс только начинался.

Одноклеточные процветали на планете до периода криогения (850-630 млн лет назад), когда Землю покрыли ледники, достигавшие, вероятно, экватора. Один из авторов находки, постдок в МТИ Фиби Коэн (Phoebe Cohen) рассказал, что найденные микроорганизмы, скорее всего, замерзли при глобальном похолодании, но как ископаемые они сохранили много информации о разнообразии жизни в неопротерозое.

Коэн и его коллега из Гарвардского университета Фрэнсис Макдональд (Francis Macdonald) обнаружили одноклеточных во время экспедиции по Юкону, когда изучили отбитый геологическим молотком кусок карбоната. Их заинтересовало наличие твердых пластин у микроорганизмов.

Ученые растворили образцы породы в слабой кислоте и рассмотрели остаток под сканирующим электронным микроскопом. На изображениях ясно видны пластины диаметром около 20 мкм, имеющие похожую на соты структуру, с торчащими по периметру шипами.

Пока не установлено точно, предком какого из современных организмов могли быть окаменелости. При ближайшем рассмотрении Коэн нашел сходство с образованиями кокколитофоров – сферических одноклеточных водорослей, живущих во всех океанах. Они образуют минерализованные пластины в вакуолях, а затем эти пластины выходят на поверхность, образуя твердое покрытие.

Зачем микроскопическим существам тратить энергию и биомассу на создание минеральных "доспехов", еще предстоит выяснить. По одной из гипотез, шипы и пластины помогали им удержаться на плаву в верхних слоях океана, куда может проникать свет.

Согласно другой гипотезе, жесткие пластинки делали микроорганизмы менее привлекательными для хищников. Но для ее доказательства не хватает свидетельств существования сложных пищевых цепочек и активных хищников в этот ранний период Земли.

В 2012 году Американские исследователи обнаружили жизнеспособное сообщество бактерий в антарктическом озере Вида, которое находится в долинах Мак-Мердо. Бактерии способны выдерживать температуру до -13,5°C и выживать в воде, которая в шесть раз солонее морской.

Профессор Кристиан Фритсен и его коллега Элисон Мюррей из Исследовательского института в Неваде (DRI) опубликовали в научном журнале PNAS результаты исследования проб воды из антарктического озера Вида. Оно находится под 20-метровым слоем льда и считается одним из самых изолированных озер в Антарктиде.

«Это исследование открывает окно в одну из самых уникальных экосистем на Земле, - отмечает Элисон Мюррей. - До этого момента практически ничего не было известно о геохимических и микробиологических процессах в неосвещенной ледяной среде. Наше исследование поможет получить представление о типах жизни, которые способны существовать в таких сложных условиях при экстремальных температурах».

Несмотря на химический состав воды, которая в больших количествах содержит водород, аммиак и нитраты, она таит в себе достаточно разнообразный состав бактерий, которые выживают без солнца. Бактерии были изолированы в озере на протяжении трех тысяч лет.

Геохимические анализы показали, что химические реакции между очень соленой водой и богатыми железом отложениями могут генерировать закись азота и молекулярный водород. Последний, в частности, может обеспечить энергию, необходимую для поддержания жизни разнообразных микробов. Другими словами, поддержание жизни осуществляется за счет химической реакции между бескислородной соленой водой и скалами.

«Если наши выводы верны, это дает совершенно новую основу для размышлений о том, как может поддерживаться жизнь в экосистемах на Земле и в других ледяных мирах во Вселенной», - отметил ведущий автор исследования Кристиан Фритсен.

Доктор биологических наук Института микробиологии РАН Сабит Абызов поясняет, что цель таких исследований - проверить, как долго могут находиться микроорганизмы в состоянии анабиоза в толще ледника для дальнейших поисков жизни в марсианских полярных шапках.

«Сначала микроорганизмы заносятся на поверхность Антарктиды, потом они замуровываются в толщу ледника и могут находиться там десятки тысяч лет. В озере Восток, которое мы изучали совместно со специалистами из Арктического и антарктического научно-исследовательского института (Санкт-Петербург), были найдены лишь те микроорганизмы, которые существуют и сегодня, но в Антарктиде много разных озер», - добавил г-н Абызов.

Интересно, что выживаемость бактерий в озере Вида под 20-метровым слоем льда при -13,5°C биологов не удивила. «Были проведены исследования, которые доказали, что микробы могут выживать при температуре до -25°C, правда, при этом все процессы в такой среде происходят очень медленно», - рассказала замдиректора Института микробиологии РАН, доктор биологических наук Елизавета Бонч-Осмоловская. При подготовке материала использовался материал СМИ Cnews и RBCdialy

Международная группа ученых из США, России, Швеции и Канады обнаружила следы древних бактерий, способных выживать на протяжении полумиллиона лет в малопригодных для жизни условиях - во льдах и условиях крайне низких температур.

Специалисты полагают, что подобные микроорганизмы могут выживать и в условиях Марса в зонах вечной мерзлоты на полярных шапках планеты.

В земных условиях ученые проверяли возможность жизни микроорганизмов на глубине 10 метров в сибирских реках, Антарктике и в...

Древние сибирские города-призраки – до прихода Ермака. Любопытные сведения о древних поселениях, которые существовали в Сибири и на Алтае ещё до массового прихода сюда русских людей, почему-то обделены вниманием историков, археологов и других специалистов. Сибирь – земля не историческая?

Оценку Сибири как «земли неисторической» впервые дал один из создателей пресловутой «норманнской теории» немец на русской службе Герард Миллер. В «Истории Сибири» и «Описании Кузнецкого уезда Тобольской...

Бактерии, собранные в деревне Бир на южном побережье Великобритании, провели в открытом космосе за бортом Международной космической станции (МКС) 553 дня, и многие из них остались жизнеспособными - таким образом, микроорганизмы установили своеобразный "рекорд" выживания в открытом космосе.

Цианобактерии под условным названием OU-20 в 2008 году поместили в специальные экспериментальные емкости за бортом европейского научного модуля "Коламбус" прямо на небольших кусочках породы, взятой со скал...

Бактерии, обладающие «иммунитетом» к действию антибиотиков, могут защищать от них и своих сородичей, не обладающих собственной защитой, что может быть использовано для борьбы с устойчивыми к лекарству (антибиотикорезистентными) микроорганизмами, сообщает РИА «Новости» со ссылкой на публикацию в Nature в четверг.

Бактерии на поверхности кожи необходимы для поддержания здорового баланса кожи, доказали врачи Калифорнийского университета. На коже постоянно обитает обилие и разнообразие бактерий, но воспаление из-за их активности является нежелательным процессом.

Однако нормальные бактерии, живущие на кожной поверхности, наоборот препятствуют чрезмерному воспалению после физических повреждений, травм или раны, утверждают американские дерматологи. Врачи нашли ранее неизвестные молекулярные основы для...

Бактерии, присутствие которых во рту у человека является нормой, придают вкус таким продуктам, как вино, лук и перец, а при отсутствии бактерий значительная часть вкуса теряется, говорится в статье, опубликованной швейцарскими специалистами.

Ранее ученые выяснили, что слюна превращает некоторые не имеющие запаха пищевые компоненты в сильно пахнущие соединения, называемые тиолами, которые придают специфический вкус ряду продуктов.

В новом исследовании ученые из пищевой компании Firmenich в...

Бактерии, Сальмонелла (Salmonella), также именуемые Salmonella enteritidis, могут проникнуть в яйцо несколькими способами. Одним из распространенных способов является заражение скорлупы яйца фекальным материалом. Бактерии присутствуют в кишечниках и испражнениях зараженных людей и животных, включая куриц, и могут попасть в яйца во время насеста, когда курицы сидят на них.

Строгие меры по очистке и проверке "производителей" скорлупы были осуществлены в 1970 году, чтобы сократить...

Бактерия Deinococcus radiodurans, способная существовать в самых экстремальных условиях, могла пережить межпланетное "путешествие" и стать источником жизни на Земле, считают ученые.

Название Deinococcus radiodurans переводится с греческого и латыни как "страшная ягода, способная переносить радиацию".

Бактерию диаметром 1,5-3,5 нанометра обнаружили в 1950-х годах в ходе эксперимента по стерилизации пищи с помощью радиации: из-за этой бактерии мясо испортилось даже после высокой дозы гамма...

По данным ученых, клетки могут постоянно восстанавливать генетический материал и оставаться в живых. Специалисты пока не знают механизма постоянного восстановления, однако клетки выживают путем поглощения азота и фосфата, которые есть в вечной мерзлоте. На Марсе температура гораздо ниже и стабильней, что представляет собой еще лучшую среду для такого рода жизни.

Международная группа ученых из США, России, Швеции и Канады обнаружила следы древних бактерий, способных выживать на протяжении полумиллиона лет в малопригодных для жизни условиях - во льдах и условиях крайне низких температур.

Специалисты полагают, что подобные микроорганизмы могут выживать и в условиях Марса в зонах вечной мерзлоты на полярных шапках планеты.

В земных условиях ученые проверяли возможность жизни микроорганизмов на глубине 10 метров в сибирских реках, Антарктике и в полярных регионах Канады.

Основное открытие составит в том, что бактерии способны даже после отмирания части клетки организма восстанавливать ее и поврежденные части ДНК. До сих пор считалось, что способностью регенерации простейшие микроорганизмы не обладают.

Специалисты говорят, что на сегодня для ученых стало почти очевидным, что ни одна из планет Солнечной системы, кроме Земли, не содержит жизни. Однако данные бактерии если и не присутствуют на других планетах, то по крайней мере они должны быть способны там выжить.

Прекрасно сохранившиеся в вечной мерзлоте древние бактерии дают шанс считать Марс обитаемым

Древние бактерии могут жить примерно полмиллиона лет в условиях вечной мерзлоты, что говорит в пользу того, что на Марсе возможна жизнь. Об этом стало известно из исследований учеными Дании, США, России, Канады и Швеции микробов, живущих на глубине 10 метров в жесткой холодной среде. Образцы были взяты в северной Канаде, Сибири, Антарктиде и на Юконе.

Данные исследования представляют древнейшие ДНК, извлеченные из живых клеток, что может дать возможность лучше понять проблему старения, считает Эске Виллерслев, исследователь из университета Копенгагена. "Если бактерия может жить полмиллиона лет на Земле, она вполне могла бы жить на Марсе в течение очень долгого времени. Вечная мерзлота - идеальное место для поиска жизни на Марсе", - сказал он.

По данным ученых, клетки могут постоянно восстанавливать генетический материал и оставаться в живых. Специалисты пока не знают механизма постоянного восстановления, однако клетки выживают путем поглощения азота и фосфата, которые есть в вечной мерзлоте. На Марсе температура гораздо ниже и стабильней, что представляет собой еще лучшую среду для такого рода жизни, передает Reuters.