Węgiel bezpostaciowy. Naukowcy odkryli mikroby, które go wytwarzają

Po raz pierwszy naukowcy znaleźli organizmy, które wytwarzają węgiel amorficzny - taki, który można znaleźć na przykład w sadzy. Wcześniej wydawało się to niemożliwe, poza tym wciąż nie wiadomo, jak wpływa to na obieg węgla w przyrodzie.

Z węgla zbudowane są wszystkie żywe organizmy na Ziemi, a pierwiastek ten nieustannie, w delikatnej równowadze obiega różne sfery planety - biologiczną, struktury biologiczne, oceany, ludzką cywilizację.

Przybiera on przy tym różne postacie - występuje w związkach organicznych, nieorganicznych, w formie diamentu czy grafitu, wynalazków takich jak nanorurki czy grafen. Może być też bezpostaciowy - tak zwany amorficzny.

Naukowcy z Virginia University of Technology, przy wsparciu ekspertów z ośrodków z Niemiec, odkryli dwa mikroby, które produkują właśnie tę ostatnią postać węgla.

Według badaczy, odkrycie zaprzecza wszelkim oczekiwaniom odnośnie możliwości mikroorganizmów.

- Nigdy nie sądziliśmy, że amorficzny węgiel mógłby być produkowany przez żywe organizmy, ponieważ zwykle do jego powstania niezbędne są ekstremalne reakcje - podkreślił prof. Robert White, współautor pracy opublikowanej na łamach czasopisma akademickiego "Science Advances".

Węgiel bezpostaciowy powstaje na przykład przy ekstremalnej temperaturze i ciśnieniu, czy w trakcie spalania organicznej materii.

Odkrycie rodzi zasadnicze pytania: dlaczego i jak stworzenia te wytwarzają taką formę węgla, czy może ona powstawać w ilościach wystarczających do oddziaływania na obieg tego pierwiastka w przyrodzie?

- To pierwsza informacja o amorficznym węglu produkowanym przez organizmy zamieszkujące Ziemię. Jesteśmy żywo zainteresowani możliwymi konsekwencjami dla cyklu węglowego - dodał ekspert.

Jedna z opisanych bakterii należy do tak zwanych metanogenów - organizmów produkujących metan, a druga do metanotrofów - organizmów żywiących się metanem.

Metanogeny żyją często w miejscach bogatych w rozkładającą się materię organiczną i ubogich w tlen, na przykład na bagnach, moczarach, czy w żołądkach krów. Odpowiadają za 90 procent biologicznie produkowanego metanu. Interesują one wielu naukowców, ponieważ metan to jeden z najsilniej działających gazów cieplarnianych.

Natomiast metanotrofy żyją głównie na dnie oceanów, gdzie zamieniają metan w dwutlenek węgla.

Przez lata zajmujący się metanogenami badacze zauważali czarne punkty w bakteryjnych hodowlach, jednak zakładali, że to siarczek żelaza często wytwarzany przez te bakterie. Jeszcze więcej czarnego materiału zauważano w hodowlach metanotrofów, co zmusiło ekspertów do zastanowienia.

- Zawsze zastanawiałem się, podobnie jak wielu ekspertów od metanogenów, czym jest ten czarny materiał. Myśleliśmy, że to depozyty siarczku żelaza, ale beztlenowe metanomorfy produkują czarnej substancji dużo więcej - opowiadał prof. Kylie Allen.

Kolejne pytania, na przykład o znaczenie amorficznego węgla dla przyrody, czekają na odpowiedzi.