Подземные угольные пласты, объятые пожаром, — не слишком благоприятное место для жизни. Однако российские ученые, исследуя карьеры Кемеровской области, показали, что там тоже есть микроорганизмы. Они схожи с теми, что населяют горячие источники и другие суровые среды, и способны перерабатывать угарный газ, водород, нитраты и другие, зачастую опасные для человека соединения. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Microorganisms.  
Для геотермальных экосистем, к которым, например, относятся вулканы и горячие наземные и глубоководные источники, характерны суровые условия. Температуры здесь высокие, а среда может быть очень кислой или очень щелочной. Кроме того, в них также часто содержатся химически активные соединения, которые могут быть смертельны для живых организмов, поскольку они способны разрушить мембрану обычной клетки. 

«Существовать здесь могут лишь очень приспособленные микроорганизмы. Они не только обладают уникальными защитными системами, но и способны получать энергию в ходе химических превращений тех веществ, что им доступны. Особенности их метаболизма активно использует человек: одни ферменты помогают биологам размножать молекулы ДНК в пробирке, другие — отбеливать ткани», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Виталий Кадников, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ФИЦ Биотехнологии РАН. 

Молодые и пока плохо исследованные аналоги этих природных экосистем (называемые просто термальными) — места добычи углеводородов, то есть нефтяные скважины и угольные карьеры. Последние стали объектом исследования группы ученых из ФИЦ Биотехнологии РАН (Москва) и Томского государственного университета (Томск). Авторы изучили карьеры неподалеку от города Киселевск, Кемеровская область, и отобрали пробы пластов из мест, где были признаки подземного пожара — нагретый грунт, выходящие на поверхность дым и пар. Они охарактеризовали химический и минералогический состав образцов, чтобы понять, какие именно вещества могут использовать для получения энергии заселяющие уголь бактерии. Затем биологи определили видовой состав микроорганизмов из пласта, проанализировав содержащиеся в нем ДНК, а именно — последовательности гена одной из субъединиц рибосом, часто используемого для подобных целей. 

Выяснилось, что в Кузбасском карьере обитает более десятка групп микроорганизмов, в большинстве своем — бактерии. Архей, которых принято считать обычными жителями экстремальных экосистем, оказалось не более 3%; все они хемолитоавтотрофы, перерабатывающие аммиак в нитрит. Последнее соединение стало «пищей» для другой немногочисленной группы организмов, переводящей его в нитраты, которые люди используют, например, в качестве удобрений. 

Среди бактерий преобладали представители типа Chloroflexi, часто встречающиеся в средах с высоким содержанием углекислого газа; они же способны переводить ядовитый угарный газ в СО2. Потенциально это может быть полезным для новых технологий очистки воздуха везде, где используются печная топка. Некоторые бактерии из найденных в угольных пластах могут окислять водород с образованием воды. 

Были обнаружены и микробы, которым для жизни нужен метан. Многие из определенных организмов могут фиксировать углекислый газ и расти автотрофно, но были и те, что питаются мертвыми останками своих собратьев. Кузбасский карьер оказался хорошо сбалансированным микробным сообществом, по разнообразию превосходящий подобные изученные ранее объекты в Китае, США и на Алтае.  

«Наше исследование — еще один шаг к пониманию того, как возникли эти относительно молодые экосистемы, какие связи в них есть и можем ли мы использовать их. Они очень похожи на те, что формируются вокруг горячих источников, но кто знает, может, в них найдутся очень специфические организмы, которые позволят разработать новые способы получения ценных биотехнологических продуктов за счет использования водорода и угарного газа, образующихся при газификации угля», — рассказывает Виталий Кадников.  

Фото: С места проб (фото Виталия Кадникова).  

Источник: www.rscf.ru

Источники

На Кузбассе нашли микробов, которые могут жить в горящих угольных пластах
ТАСС, 20/05/2021
Перерабатывают вредные вещества. Микроорганизмы обитают в горящих угольных пластах Кузбасса
Поиск (poisknews.ru), 20/05/2021
В угольных пластах Кузбасса нашли микробов, перерабатывающих вредные вещества
Газета.Ru, 20/05/2021
В горящих угольных пластах Кузбасса нашли микробов, перерабатывающих вредные для человека вещества
Российский научный фонд (rscf.ru), 20/05/2021
Ученые нашли бактерии, живущие в горящих угольных пластах Кузбасса: Новости \u27951, 20.05.2021
+1 (plus-one.ru), 20/05/2021
На Кузбассе нашли микробов, которые могут жить в горящих угольных пластах
Российский научный фонд (рнф.рф), 20/05/2021
На Кузбассе нашли микробов, которые могут жить в горящих угольных пластах
Российский научный фонд (rscf.ru), 20/05/2021
В горящих угольных пластах Кузбасса нашли микробов, перерабатывающих вредные для человека вещества
ФИЦ Биотехнологии РАН (fbras.ru), 20/05/2021
На Кузбассе нашли микробов, которые могут жить в горящих угольных пластах
Newszilla.ru, 20/05/2021
В горящих угольных пластах Кузбасса нашли микробов, перерабатывающих вредные для человека вещества
Научная Россия (scientificrussia.ru), 20/05/2021
На Кузбассе нашли микробов, которые могут жить в горящих угольных пластах
Зеленоград info (зеленоград-инфо.рф), 20/05/2021
На Кузбассе нашли микробов, которые могут жить в горящих угольных пластах
Земля. Хроники жизни (earth-chronicles.ru), 21/05/2021
НА КУЗБАССЕ НАШЛИ МИКРОБОВ, КОТОРЫЕ МОГУТ ЖИТЬ В ГОРЯЩИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТАХ
Биотех 2030 (biotech2030.ru), 21/05/2021
На Кузбассе нашли микробов, которые могут жить в горящих угольных пластах
Федеральное агентство по недропользованию (rosnedra.gov.ru), 21/05/2021
Микроорганизмам из горящих подземных угольных пластов Кузбасса для жизни нужны метан и угарный газ
Developyourself (developyourself.ru), 21/05/2021
Биологи обнаружили живые организмы в горящих угольных пластах Кузбасса
Большая Азия (bigasia.ru), 24/05/2021

Похожие новости

  • 28/12/2020

    Топ-10 ярких научных открытий 2020 года

    В этом году несомненным и главным научным итогом года стали разработки в области борьбы с коронавирусом. Но, несмотря на важность этих исследований, не стоит забывать о не менее интересных работах ученых из других научных областей.
    1557
  • 31/12/2017

    Топ-10 исследований российских ученых 2017 года по версии РНФ

    Около 35 тысяч российских ученых проводили и проводят фундаментальные исследования при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ежемесячно в российских и зарубежных СМИ выходят десятки новостей об их достижениях.
    5341
  • 25/03/2021

    В авроральном режиме. Как уберечь технику в Арктике?

    Разворачивание современной инфраструктуры в Арктической зоне Российской Федерации (АЗРФ) сталкивается со специфической для высоких широт проблемой: воздействием космической погоды. При этом чем шире внедряются передовые технологии, тем чувствительнее становятся их сбои из-за воздействия негативных природных факторов.
    351
  • 30/12/2020

    Топ-30 разработок сибирских ученых в 2020 году

    ​На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-30 сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2020 года, размещенных на нашем сайте.
    4243
  • 10/03/2021

    Разработки кузбасских учёных выходят на мировой уровень

    Как рассказали в Министерстве образования и науки Кузбасса, по некоторым из направлений в сфере научных изысканий наш регион вышел на мировой уровень. Так, в НИИ комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний создали уникальный биопротез клапана сердца.
    479
  • 18/03/2021

    Научные разработки в сфере угледобычи представили губернатору Кузбасса

    ​Губернатор Кузбасса Сергей Цивилев ознакомился с передовыми разработками Федерального исследовательского центра угля и углехимии Сибирского отделения РАН. Глава региона поручил ученым усилить сотрудничество с вузами области.
    419
  • 23/10/2019

    Система экологического мониторинга студентов НГТУ НЭТИ поможет избавить Кузбасс от угольной пыли

    16 октября в Кузбассе успешно завершились испытания прототипа системы экологического мониторинга, которую разработали студенты из Новосибирска. Проект выполнен совместно с Кемеровским филиалом Института вычислительной техники СО РАН (КФ ИВТ СО РАН).
    1223
  • 10/12/2020

    Максим Тимофеев: Настало время для создания биоэкономики на Байкале

    ​Самый продолжительный научный проект, реализуемый на Байкале и занесенный в Книгу рекордов России, — это проект долговременного экологического мониторинга «Точка № 1». Он стартовал в год Великой Победы, с тех пор ученые НИИ биологии ИГУ непрерывно следят за состоянием озера.
    782
  • 26/11/2020

    Андрей Юрченко: мы разрабатываем систему экомониторинга Норильска

    ​​​​​Большая норильская экспедиция Сибирского отделения Российской академии наук – это не только полевые и лабораторные работы, за деятельностью промышленных предприятий начали внимательно следить со спутников.
    1014
  • 24/09/2020

    Археологи пополнили коллекцию из Чагырской пещеры зубами неандертальцев и костяными орудиями

    ​Российские ученые продолжают раскопки в Чагырской пещере на юге Алтая. Древние обитатели этой пещеры прошли долгий путь из Европы и жили в ней 60-50 тысячелетий лет назад. Новый сезон принес в коллекцию палеонтологов костяные ретушеры для заточки каменных ножей, а также редкие и ценные находки — два зуба неандертальцев.
    745