Обычно бактерии ассоциируются с различными болезнями. Но, прежде всего, это одна из древнейших форм жизни на нашей планете, которую можно встретить буквально всюду: и в воде, и на земле. Общий вес бактерий, живущих в человеческом теле, насчитывает около двух килограммов, и половина из них обитает в области кишечника. А в одном грамме почвы их около 40 миллионов. Что еще любопытного известно об этих удивительных одноклеточных?
Новые бактерии на Титанике
Известный на весь мир корабль «Титаник», который затонул в 1912 году и лежит на дне Атлантического океана в 530 км от Канады, может полностью исчезнуть через 20-25 лет. Причина тому — новый вид бактерий, главное питание которых — ржавчина, а ею покрыт весь корабль. Прожорливые микроорганизмы назвали в честь судна Halomonas titanicae. Ученые считают, что такие бактерии могут оказать весомый вклад в утилизацию нежелательных водных видов транспорта и сооружений (например, старые нефтяные платформы, вышки). Немалую пользу Н. titanicae способны оказать и в создании антибактериальных покрытий для рабочего оборудования.
Битвы за первенство
Между множеством разных видов бактерий существует своеобразная иерархия. Например, бактерия пневмококк, способная вызвать такие смертельные болезни, как пневмония и менингит, не переносит присутствия других не менее опасных бактерий — гемофильной палочки и золотистого стафилококка. Между ними завязывается настоящие войны за первенство. Обычно последнюю из списка побеждает пневмококк, а первую — гемофильная палочка.
Это удалось обнаружить благодаря исследованиям организма мышей. Ученые заметили, что пневмококк, обитающий в полости носа животных, может исчезать сам по себе. Но дальнейшее исследование позволило объяснить, что причина самоутилизации бактерии — воздействие на нее гемофильной палочки. Во время «бактериальных войн» иммунная система человека может серьезно страдать, как результат, развиваются болезни. Некоторые исследователи заявляют, что причина большинства заболеваний — побочный эффект конфликтов между бактериями.
Поселение в мозге
Долгое время считалось, что если в мозг проникли бактерии, то это обязательный признак болезни. Но в прошлом году ученые, сравнивавшие мозг пациентов с шизофренией и здоровых людей, выявили наличие бактерий во всех изучаемых образцах. Эти одноклеточные микроорганизмы встречаются обычно в области кишечника. Но испытания показали, что они обитают в мозге даже полностью здоровых людей, а значит, их наличие необязательно свидетельствует о болезни. Функции бактерий в мозге ученым еще предстоит выяснить.
Источник питания на глубине океана
Недавнее исследование глубоководных бактерий привело к неожиданным результатам. На дне Тихого океана (около 4000 м) недалеко от Гавайских островов, куда не проникает свет и температура воды всего 0ºС, найдены живые микроорганизмы. Помимо привычных источников пищи (остатки рыбы, планктона, растений и другие органические вещества) у глубоководных бактерий есть весьма необычное питание — они поглощают большое количество углекислого газа. Это означает, что микроорганизмы могут помочь утилизировать столь вредный для нашей планеты СО2. По предварительным расчетам, с помощью глубоководных микроорганизмов можно избавляться от 200 000 000 тонн углекислого газа ежегодно.
Живые тату
Ученые из Массачусетса в 2017 году разработали способ трехмерной печати для временных татуировок, задействовав особые бактерии. Сначала одноклеточные микроорганизмы программируются так, чтобы они реагировали на определенные химические вещества. Затем их смешивают с гидрогелем и с веществами, обеспечивающими питание микроорганизмов. Готовую смесь с помощью 3D-принтера наносят на пленку, создавая живую объёмную структуру, и переводят на кожу. При взаимодействии с химическими соединениями такая тату словно оживает и начинает светиться.
Вспышка средневековой болезни
От бубонной чумы в Средние века погибло более 200 000 000 человек во всей Европе. Это смертельное заболевание, долгое время считавшееся неизлечимым, удалось победить благодаря сильным антибиотикам. Казалось бы, что человечество навсегда избавилось от этой опасной болезни.
Но современные ученые не спешат нас успокаивать: в ближайшем будущем вполне вероятно, что чума (как и другие исчезнувшие инфекции) может вспыхнуть вновь. Одна из причин — вечная мерзлота, хранящая в себе самые разные бактерии, в том числе и смертельно опасные. В условиях глобального потепления патогены могут освободиться из ледяного плена и попасть в среду человека. Так в 2016 году сибирская язва стала причиной смерти ребёнка, привела к заражению более 20 человек и уничтожила 2300 оленей в окрестностях источника инфекции.
Производитель золота
Некоторые бактерии обладают весьма странными свойствами. К примеру, Cupriavidus metallidurans: она не является патогенной и хорошо себя чувствует в среде, загрязненной тяжелыми металлами — это ее питание. Бактерия играет важную роль в формировании золотых самородков и месторождений золота. Помещенная в трихлорид золота (токсичного для большинства других микроорганизмов), она вызывает осадок металлического золота. Загадка этого уникального свойства была обнаружена совсем недавно.
Дело в том, что у данной бактерии есть две мембраны, а между ними периплазм — пространство, в котором уничтожаются ядовитые вещества. В нем накапливаются избытки меди, чтобы подкармливать бактерию. Но если металла слишком много, Cupriavidus metallidurans может погибнуть. Опасность возрастает при взаимодействии с ионами золота, которые губительны для периплазмы. Чтобы себя защитить, бактерии создали особый фермент, превращающий ионы золота в стабильный металл и постепенно выпускающий их из периплазмы. Так образуются осадки в виде мельчайших золотых песчинок.
Источник чистой энергии
Для получения энергии можно использовать бытовые и промышленные сточные воды. В них обитают органические соединения, из которых можно выработать чистую энергию. Но более безопасный и экономный способ ее добыть — фотосинтезирующие бактерии фотогетеротрофы, образующие энергию из света. В 2018 году их впервые применили для утилизации отходов. В отличие от традиционных очистных оборудований, бактерии работали не с водой и СО2, а со светом. При этом был зафиксирован нулевой уровень выброса углерода и минимальные затраты на сам процесс очистки. С помощью такого экоспособа можно получать водородный газ, который идеально подходит для нужд электроснабжения.
