Хемосинтез

Изучая окружающий нас мир, мы можем предположить, что всё живое на Земле черпает свою энергию из единственного источника — солнечных лучей. Ведь только на свету у растений происходит фотосинтез (см. ст. «Фотосинтез»). Животные и грибы, которые могут хоть всю жизнь провести в темноте, — не в счёт, ведь они живут благодаря тому, что «наработано» растениями. А может ли жизнь существовать там, где нет лучей Солнца?

Оказывается, может. Образно говоря, некоторые живые организмы приспособились «греться» (получать энергию) не под солнечными лучами, а у совершенно необычных «огоньков». Есть бактерии, которые извлекают энергию из соединений железа, серы, азота, других элементов. За счёт этой энергии они создают сложные органические вещества. Этот процесс (не менее замечательный, чем фотосинтез) называется хемосинтезом.

Железобактерии окисляют железо, помогая отложению морских руд. Серобактерии окисляют серу до серной кислоты. Когда в Киеве начали строить метрополитен, строители стали закачивать в забои сжатый воздух. Хемосинтезирующие серобактерии, которые до этого влачили жалкое существование из-за «кислородного голода», воспользовались неожиданной помощью и стали активно вырабатывать концентрированную серную кислоту. За счёт этого они получали энергию для жизни и строили своё тело, но... массивные болты железобетонных конструкций стали быстро разрушаться под действием кислоты.

Очень важную роль в природе играют нитрифицирующие бактерии, помогающие растениям усваивать из почвы азот.

Иногда вокруг хемосинтезирующих бактерий складываются целые сообщества организмов (от простейших до иглокожих), живущих, в конечном итоге, за счёт хемосинтеза. Внешне эти сообщества почти неотличимы от «обычных», хотя свою жизненную энергию черпают не из солнечных лучей (как мы с вами), а совсем из иных источников и могут процветать в полной темноте.

ЧТО ТАКОЕ МЕТКА?

Как можно проследить перемещение различных веществ внутри живого организма? Первый шаг к решению этой проблемы был сделан в 1904 г. Незадолго до того физиками были открыты и получены радиоактивные вещества. (Напомним, что эти вещества в темноте оставляют отпечаток на фотографических пластинке или бумаге.) И вот русский физиолог Ефим Лондон проделал такой необычный опыт. Он дал лягушке подышать радиоактивным газом, а затем положил её на фотопластинку. В полной темноте тело лягушки оставило на пластинке чёткий фотоотпечаток.

Постепенно увеличивалось количество радиоактивных веществ, известных науке. Сейчас едва ли не каждое соединение учёные могут сделать радиоактивным. Для этого вместо обычных атомов водорода, углерода, серы и др. в соединение добавляются их радиоактивные «двойники» (изотопы). А значит, можно «пометить» и заставить «светиться» любое из обычных веществ, входящих в состав организма (от воды до белков, углеводов и т. д.). А затем по фотографиям, силе «свечения» проследить, куда внутри живого тела или клетки переместилось соединение: Этот метод, получивший название «метки», — сейчас один из главных инструментов физиологии.