Газета Троицкий Вариант # 48 - страница 12

- То есть нужен закон?

- Да. Но по этому поводу существуют разные точки зрения. И пока консенсус не достигнут. Но в любом случае это те важные векторы, по которым необходимо двигаться. Кроме того, надо широко обсудить в обществе новую систему аттестации российских учёных. Надеюсь, что наша беседа станет началом этого обсуждения.

Интервью опубликовано в издании

«Частный корреспондент»

Ирина Якутенко

Живое электричество

«Их много, они маленькие, и они — везде» — так начинал курс лекций по микробиологии один из профессоров Московского государственного университета. Размеры бактериальных клеток колеблются в пределах от 0,5 до 5 микрометров (микрометр — одна тысячная миллиметра). При таких скромных габаритах преодоление наших обычных человеческих расстояний для бактерий является серьезным мероприятием. Судите сами: проплыть пару сантиметров для средней бактерии то же самое, что для человека пройти 20 км.

Но в конце февраля в Nature, одном из самых престижных научных журналов, появилась статья, авторы которой обнаружили, что бактерии могут взаимодействовать друг с другом на больших (по бактериальным меркам) расстояниях буквально в считанные секунды. Причем подвижность исследуемых микроорганизмов была ограничена, и физически они никак не могли сблизиться друг с другом.

Необычные микроорганизмы обитают в морских донных отложениях в заливе Орхус-Бугг в Дании. Различные слои отложений кардинально отличаются по своим условиям, в частности по содержанию кислорода: большая часть этого газа поглощается бактериями, населяющими верхние слои. Нижнюю часть отложений занимают микроорганизмы, для которых кислород не является жизненно необходимым веществом. Зато они способны перерабатывать сероводород, токсичный для обитающих выше бактерий (вредный газ образуется в одном из промежуточных слоев). Очевидно, что жителям верхних и нижних «этажей» было бы выгодно наладить общение между собой, однако до недавнего времени ученые не могли доказать, возможно ли это.

Случайная удача

Изначально Ларс Питер Нильсен (Lars Peter Nielsen) и коллеги не собирались изучать взаимодействие бактерий друг с другом. Исследователей интересовали населяющие нижнюю часть отложений микроорганизмы, которые используют сероводород в качестве источника энергии. Специалисты добыли из залива образцы отложений и после завершения опытов оставили колбы с ними на столе. Через несколько месяцев кто-то из команды случайно обратил внимание на необычное свойство образцов: при изменении концентрации кислорода в покрывавшей отложения воде приблизительно через час нижние бескислородные слои начинали опускаться (при увеличении содержания O_>2) или подниматься (при удалении из воды кислорода).

Ученые предположили, что перемещения нижних слоев, в которых обитают «питающиеся» сероводородом бактерии, связаны с интенсивностью переработки H_>2S. Когда микроорганизмы усваивали мало сероводорода, нижние слои поднимались выше, когда же поглощение газа увеличивалось, слои сдвигались вниз. Измерив значение pH на границе между бескислородными и содержащими кислород слоями, исследователи выяснили, что среда в верхней части отложений становится более щелочной.

Электрический симбиоз

Все эти наблюдения указывали, что изменение концентрации кислорода в омывающей верхнюю часть отложений воде стимулирует протекание неких химических реакций как в верхних, так и в нижних слоях. Реакции начинались очень быстро, поэтому вариант, что их причиной была диффузия какого-либо компонента из верхних слоев к нижним, отпадал. Ученые предположили, что процессы в различных частях отложений связаны друг с другом не химически, а электрически (хотя точнее будет сказать — электрохимически).

Чтобы разобраться, что именно предположили авторы, необходимо более детально описать реакции, протекающие в поднятом со дна датского залива грунте. Бактерии, населяющие верхние слои отложений, способны восстанавливать молекулы кислорода, превращая их в воду. Для этого микроорганизмам необходимо добавить к одной молекуле кислорода четыре протона и четыре электрона. Это превращение сопрягается еще с несколькими реакциями, и его конечным итогом является накопление энергии.