Гъба се храни с желязо и разрушава скали с киселина и „клетъчни ножове“

T.flavus.jpg

Когато една гладна гъба се закотви към нищо неподозиращ камък, значи има план за атака. Първо, тя излива киселина, разтваряйки повърхностните минерали, за да достигне до своята храна. След това, освобождава химикали, които извличат тази храна – в конкретния случай – желязо. Накрая, нейните бързорастящи гъбни нишки нарязват останалата част от камъка като нож, образувайки дълбоки канали, които разбиват обеднените на желязо повърхности и разкриват нови слоеве за консумация. Стъпка по стъпка, Talaromyces flavus знае как да получи това, което иска. „Тези организми не разполагат с мозък, но са доста умни“ – казва Хенри Тенг, геохимик в Университета Джордж Вашингтон във Вашингтон, окръг Колумбия.

Геохимиците отдавна знаят, че гъбички, бактерии и други микроорганизми, са от решаващо значение за изветрянето, химическия и физически разпад на скалите. Повечето експерименти са установили това, чрез смесване на микроби и минерали в разтвор в лабораторията, като аналогия на воднистата почва и порите на скалите, предимно в които микроорганизмите осъществяват своята дейност, според учените. Ново проучване показва какви вещества отделят гъбите, след като се прикрепят към минералната повърхност. Оказва се, че учените са подценили ролята на гъбичките в процеса на изветряне и че микробите могат да бъдат по-важни екстрактори на хранителни вещества, отколкото изследователите някога са подозирали.

Гъбата Talaromyces flavus била открита в китайска мина. Credit: Henry Teng

Екипът открил гъбата в мина в Донгхай, Китай, докато търсели микроорганизми, които са специализирани в усвояването на магнезий от скалите. Магнезият може да бъде полезен за блокирането на въглеродния диоксид в стабилна твърда форма (като магнезиев карбонат), а микроорганизмите биха могли да предоставят енергийно-ефективен и природосъобразен начин за осъществяването на процеса. Учените култивирали няколко десетки микроорганизма и открили, че T. flavus е най-добър в усвояването на магнезий и желязо от силикатния минерал лизардит.


РЕКЛАМА:

***

Обратно в лабораторията, те поставили гъбични клетки на повърхността на този минерал и наблюдавали със специални микроскопски инструменти. Те измерили рН в районите около клетки, които все още не са се прикрепили към лизардита. Но щом веднъж това се случи, нивото на рН рязко спадало – доказателство, че гъбата освобождава киселина, която разтваря минерала. Изследователите документирали подобно освобождаване на сидерофори, предизвикано от контакта с повърхността на минерала. Сидерофорите излугват желязото от него. Тенг казва, че предишни проучвания са установили ниски нива на киселина и сидерофори, когато минералът и гъбите са поставени заедно в един разтвор, но никой не е измервал концентрацията им на самата интерфаза между гъбата и минерала. „Гъбите не искат да изразходват енергия, преди да видят храната“ – казва той.

channel.jpg

Учените документирали ямките по повърхността на минерала, оставени от гъбните спори, и каналите, образувани под действието на хифите (дългите, филаментозни гъбични клетки). Натискът, който върховете на хифите оказват, може да бъде 100 пъти по-силен от този на автомобилни гуми, казва Тенг – идеално за разбиване на плътните обеднени на желязо минерални кристали и достигане до свежите долни слоеве.

Проучването подчертава значението на повърхностните взаимодействия, казват учените. Предишни изследвания показват, че 99% от микробиологичното изветряне се извършва в разтвора в порите, като микробите отделят киселина в близост, но не чак директно върху минералните повърхности. Според новото изследване, до 50% от изветрянето се появява на повърхността, където микробите могат по-ефективно и селективно да усвояват хранителни вещества като желязото. Това означава, че отговорността на микроорганизмите за извличането на хранителни вещества и кръговрата им в почвените екосистеми, може би е по-голяма, отколкото се смяташе досега, казва Дженифър Робъртс – геохимик от Университета на Канзас.

 

Превод:  Росица Ташкова

Източник:  http://www.sciencemag.org/


Европейска нощ на учените 2022 г.: