Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Геоэкология >> Экологическая геология | Тезисы
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Научная конференция ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ, ноябрь 2011 года
СЕКЦИЯ ГЕОЛОГИЯ

содержание
МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫЕ ПОРОДЫ КАК СРЕДА ДЛЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ МИКРООРГАНИЗМОВ
А. В. Брушков

Существование реликтовых биологических объектов, имеющих необычно большую продолжительность жизни, было и остается предметом оживленных научных и околонаучных споров. В последнее время такая дискуссия приобрела особую остроту в связи с возможностью секвенирования генома и генетических манипуляций с остатками древней ДНК, как, например, исследование ДНК из образцов волос первобытного человека, жившего предположительно 4 тыс. лет назад в Якутии, или секвенирование генома в остатках цианобактерий, найденных в кристаллах известняка возрастом около 6 млн лет. Изучение образцов разных мерзлых горных пород Северо-Восточной Сибири и Аляски, сформировавшихся в интервале от 20 тыс. до 3 млн лет назад, позволило выделить десятки видов микроорганизмов, способных выживать в вечной мерзлоте. Как и следовало ожидать, такие микроорганизмы, оказались, преимущественно, олиготрофными, то есть отличались низким уровнем метаболизма и способностью выживать в средах с крайне низким уровнем питательных веществ. Стремительно растет число видов и география изучения этих микроорганизмов. В последние годы увеличивается интерес к вечномерзлым экосистемам в связи с потеплением климата и возможным выбросом из оттаявших пород больших количеств разных газов, прежде всего метана и СО2. Особый интерес представляет вопрос о механизме, который обеспечивают феноменальную долговечность этих микроорганизмов.

С одной стороны, стремительно растет число публикаций, авторы которых утверждают, что им удалось выделить культуры новых видов реликтовых организмов или ДНК. Причем такие работы выходят из весьма авторитетных учреждений. К сожалению, они часто недостаточно обоснованы, как, например, утверждение о том, что из солевых кристаллов горных пород выделена бактерия возрастом 250 млн лет. При этом подчеркивалось, что применялись самые жесткие меры для обеспечения стерильности образцов (вероятность загрязнения менее 10-9). В другой работе такого плана показано, что с помощью сочетания лазерной техники, плазменной масс-спектрометрии и ПЦР удалось обнаружить ампликоны бактериальной 16S рибосомальной ДНК возрастом до 425 миллионов лет. Естественно, трудно воспринять идею о возможности существования живых систем или даже ДНК в течение столь больших сроков. Известно, что ДНК без активной репарации должна иметь гораздо более скромные сроки сохранения функциональной целостности вследствие разнообразных спонтанных (химических) и ферментативных нарушений, прежде всего тепловой, гидролитической и окислительной природы. Реликтовые микроорганизмы, которые сохранили жизнеспособность в течение сотен тысяч и, возможно, миллионов лет, часто обнаруживают в местах, где репликация ДНК и тем более деление клетки кажутся невозможными, а именно - в кристаллах соли, извлеченных из горных пород, янтаре и в вечномерзлых породах или льдах.

Среди таких систем вечномерзлые породы выделяются особо, и не только из-за своей широкой распространенности. В России, например, как известно, около 65 % территории занято вечной мерзлотой. Вечномерзлые породы являются уникальной экосистемой, обеспечивающей изолированность и сохранность реликтовых микроорганизмов при сравнительно умеренных и стабильных отрицательных температурах (часто около -2...-5 °С). Более того, в таких условиях не исключены репарация и репликация ДНК и даже деление и рост, по крайней мере, некоторых видов микроорганизмов. Так, сравнительная оценка организмов, обитающих в обычных породах, вечной мерзлоте и массивных ледяных образованиях высоких широт канадского сегмента Арктики, показала, что вечномерзлые породы отличаются большим разнообразием видов, которые сохраняют микробную активность при температуре до -15 °С. Примерно половина изолятов, выделенных из вечномерзлых пород Сибири, поддерживала определенный уровень метаболизма при температуре -10 °С, но без признаков роста. Обзор стремительно растущих исследований не оставляет сомнений в уникальности экологии и защитных возможностей микроорганизмов из мерзлых пород.

Литература:
1. Брушков А. В., Мельников В. П., Суховей Ю. Г. и др. Реликтовые микроорганизмы криолитозоны как возможные объекты геронтологии // Успехи геронтол. 2009. Т. 22. С. 253-258.
2. Assefa Z., Van Laethem A., Garmyn M., Agostinis P. Ultraviolet radiation-induced apoptosis in keratinocytes: on the role of cytosolic factors // Biochim. Biophys. Acta. 2005. Vol. 1755. P. 90-106.
3. Bakermans C., Tsapin A. I., Souza-Egipsy V. et al. Reproduction and metabolism at -10 degrees C of bacteria isolated from Siberian permafrost // Environm. Microbiol. 2003. Vol. 5. P. 321-326.
4. Cano R. J., Borucki M. K. Revival and identification of bacterial spores in 25- to 40-million-year-old Dominican amber // Science. 1995. Vol. 268(5213). P. 1060-1064.
5. Cano R. J., Poinar H. N., Pieniazek N. J. et al. Amplification and sequencing of DNA from a 120-135-million-year-old weevil // Nature. 1993. Vol. 363(6429). P. 536-538.
6. Fish S. A., Shepherd T. J., McGenity T. J., Grant W. D. Recovery of 16S ribosomal RNA gene fragments from ancient halite // Nature. 2002. Vol. 417. P. 432-436.
7. Johnson S. S., Hebsgaard M. B., Christensen T. R. et al. Ancient bacteria show evidence of DNA repair // Proc. natl. Acad. Sci. USA. 2007. Vol. 104. P. 14401-14405.
8. Katayama T., Tanaka M., Moriizumi J. et al. Phylogenic analysis of bacteria preserved in a permafrost ice wage for 25000 years // Appl. Environm. Micriobiol. 2007. Vol. 73. N 7 P. 2360-2363.
9. Lindahl T. Instability and decay of the primary structure of DNA // Nature. 1993. Vol. 362(6422). P. 709-715.
10. Poinar H. N., Höss M., Bada J. L., Pääbo S. Amino acid racemization and the preservation of ancient DNA // Science. 1996. Vol. 272(5263). P. 864-866.
11. Price P. B. Microbial genesis, life and death in glacial ice // Canad. J. Microbiol. 2009. Vol. 55(1). P. 1-11.
12. Steven B., Pollard W. H., Greer C. W., Whyte L. G. Microbial diversity and activity through a permafrost/ground ice core profile from the Canadian high Arctic // Environm. Microbiol. 2008. Vol. 10(12). P. 3388-3403.


 См. также
ТезисыТезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ Апрель 2003 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыТезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыГеохимия литогидросферы. Некоторые результаты изучения пограничных морей России. Ю.Н.Гурский: Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыСимплектиты клинопироксена и плагиоклаза в гранат-клинопироксеновых породах Кольского полуострова: продукты реакций прогрессивного гранулитового метаморфизма или результат декомпрессионного разложения омфацита? В.О.Япаскурт, П.Ю.Плечов: Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыГеомиграционное моделирование переноса микробов и вирусов в подземных водах. В.М. Шестаков, И.К. Невечеря: Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыСтроение литосферы по Анголо-Бразильскому геотраверсу по сейсмическим данным. В. Б.Пийп, Р.М.Гылыжов, А.П.Тинакин : Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыСостав метаморфизующих растворов на Парнокском железомарганцевом месторождении (Полярный Урал). Н.Н.Зыкин: Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   
TopList Rambler's Top100