Добавить новость
ru24.net
News in English
Июнь
2024

Some​ ancient lifeforms can live on hydrogen – and we can learn from their chemical powers

0

Three-quarters of all matter in the universe is made up of hydrogen. The young Earth was also rich in hydrogen, thanks to fierce geological and volcanic activity.

Just as stars burn hydrogen to produce heat and light through nuclear reactions, life emerged by extracting energy from this simple molecule via chemical reactions.

Some of these early life forms were archaea: an enigmatic third form of life only discovered in the 1970s. (The other two forms are bacteria and eukaryotes, the group that includes all animals, plants and fungi.)

We have studied thousands of species of archaea to understand how they have thrived for billions of years on our constantly changing planet. In their genetic blueprints we found instructions for producing special enzymes (called hydrogenases) to harvest energy from hydrogen gas, which lets them survive in some of the most punishing environments on Earth. Our latest research is published in Cell and Nature Communications.

A life powered by hydrogen

Archaea are found in places where no other life can survive. For example, some flourish in boiling hot springs where the water is so acidic it would dissolve iron.

Here, hydrogen is continually formed from the geothermal processes in Earth’s crust. Archaea devour this hydrogen to repair their bodies and even sometimes grow in otherwise deadly conditions.

We found some archaea can even make use of the minute amounts of hydrogen present in the air as an additional food source. This ability would likely help them survive transport through the atmosphere from one hydrogen-rich hot spring to another.

The authors investigating hydrogenases in archaea. Julia Veitch

Surviving in the dark

Many archaea are not found on the surface, but live a humble life far underground. Plants and animals can’t survive in this environment because there is no light or oxygen to sustain them.

Archaea have found a solution: they break down deeply buried organic matter from plant or animal remains. They do so through a process called “hydrogen-forming fermentation”.

Just as in the process of beer fermentation yeasts convert sugar to produce carbon dioxide, these dark-dwelling archaea convert organic matter to produce hydrogen gas.

This process releases some energy, but only a little. To survive, some archaea form ultra-small cells to minimize their energy needs. Many are also parasites of other microbes, stealing organic matter to fuel their own growth.

Archaea making methane

Many archaea live in extreme environments, but some find a warm home in animals.

In the animal intestine, many bacteria help digest food through hydrogen-forming fermentation. But a group of archaea known as methanogens eat hydrogen and breathe out the potent greenhouse gas: methane.

Methanogens are especially abundant and active in the guts of cattle, which are responsible for around one-third of human-caused methane emissions. We have also been working on ways to inhibit the activity of gut methanogens to reduce these emissions.

These same archaea are also responsible for methane emissions from lots of other sources, from termite mounds to thawing permafrost and even trees.

Learning from archaea’s hydrogen economy

As our societies try to move away from fossil fuels, we may be able to learn from the hydrogen economy of archaea, which has thrived for billions of years.

Much of Earth’s hydrogen is tied up in water. (It’s the H in H₂O.) To extract the hydrogen and work with it, industries currently need expensive catalysts such as platinum. However, there are also biological hydrogen catalysts, enzymes called hydrogenases, that don’t require precious metals and work under a wider range of conditions.

We have found that some archaea make highly streamlined hydrogenases. These enzymes can form a basis for more efficient and economical hydrogen catalysts.

A diagram showing a streamlined hydrogenase enzyme from archaea. Rhys Grinter

Hydrogen and the history of life

Perhaps hydrogen is a key to our future energy. But it’s worth mentioning that hydrogen also helps explains our past.

The first eukaryotes (the ancestors of all animals, plants and fungi) evolved some two billion years ago, when an archaeal cell and a bacterial cell merged together.

Why did they merge? The most widely accepted theory, known as “the hydrogen hypothesis”, suggests the merger of two cells allow them to more efficiently exchange hydrogen gas. A likely scenario is the archaeal cell survived by making hydrogen, which the bacterial cell then ate to make its own energy.

Eventually, this process gave rise to all eukaryotes over a billion years of evolution. Most modern eukaryotes, including humans, have since lost the ability to use hydrogen.

But traces of the ancient archaea and bacteria still exist. The body of our cells come from archaea, while the energy-producing organelles inside the cells called mitochondria are derived from bacteria.

Hydrogen may be simple, but it has helped create much of the complexity on Earth.

Pok Man Leung, Research Fellow in Microbiology, Monash University and Chris Greening, Professor, Microbiology, Monash University

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Обзор автомобиля «Москвич» 3

Портативный ТСД корпоративного класса Saotron RT-T70

Заместитель управляющего Отделением Фонда пенсионного и социального страхования Российской Федерации по г. Москве и Московской области Алексей Путин: «Клиентоцентричность - наш приоритет»

Свыше 6,5 тысячи жителей Москвы и Московской области получили справки о статусе предпенсионера в клиентских службах регионального Отделения СФР и МФЦ


Музыкальный менеджер. Менеджер музыкальной группы. Музыкальный менеджер директор.

Уральская ТПП реализует важные межнациональные проекты и укрепляет народное единство

Опасно ли принимать душ в контактных линзах?

Поощрять или наказывать?


Karkala MLA slams Karnataka govt for failing to fund plank installations on Udupi dams

Kaun Banega Crorepati 16: Amitabh Bachchan celebrates contestant Ankita's ambition to empower family and society

Karachi industrial park to be declared model special economic zone

FA Cup second round draw: Date, start time, live stream FREE, ball numbers and TV channel


Главная арка ВДНХ

Экс-главе пермской ИК-10 дали три года условно за растрату имущества

Прогулка на ВДНХ

Сколько сейчас стоит новая Шкода Октавия? Реальные цены в ноябре 2024 года


A college student put on a free, stage adaptation of Silent Hill 2 'to make a truly frightening theatrical experience' all without an appearance by Pyramid Head

Мафия-НН: Это было что-то не вообразимое, убойное и со стуласшибательно!

Return of the Phantom, which is basically The Phantom of the Opera but with time travel, is free on GOG

Stressing out waiting for Dragon Age: The Veilguard to download? Here's some Dragon Age ASMR to help mellow your mood



Актерское агентство Киноактер. Актерское агентство в Москве.

Мировая премьера концерта – симфонии «Русскому Донбассу» состоялась в Чите

Древнее искусство исцеления возрождается: мануальная терапия с Искандером Касимовым

НО «Отечественная коллегия адвокатов» – профессиональная помощь в разрешении семейных споров




Майя Санду второй раз подряд стала президентом Молдавии. Будут ли протесты?

Как пополнить баланс Playstation Network (PSN) с помощью ваучеров

Станислав Дмитриевич Кондрашов: как перестать сравнивать свою жизнь с жизнью других?

Свыше 6,5 тысячи жителей Москвы и Московской области получили справки о статусе предпенсионера в клиентских службах регионального Отделения СФР и МФЦ


"Чистка пошла". Губернатор подал в отставку неспроста? К Голубеву пришли с обыском силовики из Москвы — источник

Квартиры продали с хорошим ущербом // Антикризисных управляющих наказали условно

В детском саду «Мегаполис» Брянского района подготовили концерт ко Дню народного единства

Уральская ТПП реализует важные межнациональные проекты и укрепляет народное единство


Неймар назвал белорусскую теннисистку Арину Соболенко королевой

Корнеева проиграла Сёнмез и не смогла выйти в финал турнира WTA в Мериде

«Почему ты такая низкая?» Арина Соболенко пошутила над известной теннисисткой. Видео

Касаткину признали автором лучшего удара месяца в туре WTA


Кресло губернатора Ростовской области может занять Юрий Слюсарь

"Чистка пошла". Губернатор подал в отставку неспроста? К Голубеву пришли с обыском силовики из Москвы — источник

«Микропенис» и XY-хромосомы: появился медотчет, разоблачающий спортсменку ОИ Хелиф

«Слоновья память»: португальский миниатюрный «Улисс»


Музыкальные новости

Квартиры продали с хорошим ущербом // Антикризисных управляющих наказали условно

Николай Цискаридзе на марафоне Знание.Первые: «Если человек развивается, он живет»

Музыкант Александр Градский родился 75 лет назад

Цискаридзе: цены на билеты в театр не должны равняться месячному окладу человека



НО «Отечественная коллегия адвокатов» – профессиональная помощь в разрешении семейных споров

Мировая премьера концерта – симфонии «Русскому Донбассу» состоялась в Чите

Актерское агентство Киноактер. Актерское агентство в Москве.

Древнее искусство исцеления возрождается: мануальная терапия с Искандером Касимовым


«Спартак» и ЦСКА сыграли красно // Принципиальное дерби привело к драке и трем удалениям

Вылетевший из Санкт-Петербурга в Уфу самолёт экстренно сел в Пулково

Гигафабрики в Калининградской области и Москве будут выпускать двигатели и батареи для 100 тыс. электромобилей в год

Путин поприветствовал участников и гостей Международного симпозиума «Создавая будущее»


Дептранс: на Щелковском путепроводе в Москве произошло массовое ДТП

"Стоим намертво": водители передают с трассы М-5 "Москва — Челябинск"

Источник 360.ru: 12 машин столкнулись на  Щелковском путепроводе в Москве

Движение транспорта в сторону «Арбатской» ограничено из-за пожара в жилом доме


Путин возложил цветы к памятнику Минину и Пожарскому в День народного единства

Путин в День народного единства посетил памятник Минину и Пожарскому

Путин принял в Кремле главу МИД КНДР Цой Сон Хи

Путин поприветствовал участников и гостей Международного симпозиума «Создавая будущее»





Россияне стали жаловаться на новый вирус в детских садах и школах

Древнее искусство исцеления возрождается: мануальная терапия с Искандером Касимовым

Сотрудников областного онкодиспансера наградили в Балашихе

Новый вирус Коксаки: воронежские санитарные врачи напомнили о важности мытья детских рук


В Киеве заявили о готовности договориться с РФ о прекращении ударов по объектам энергетики

Ермак вновь назвал набившие оскомину "условия для переговоров": как последние прислужники Зеленского игнорируют огромные потери Киева

Зеленский поздравил Санду с победой по телефону и пригласил в Киев


Первенство по легкой атлетике провели в Подольске

Новый вирус Коксаки: воронежские санитарные врачи напомнили о важности мытья детских рук

«Торпедо» благодаря дублю Свечникова одержало волевую победу над «Динамо», прервав серию поражений

"Торпедо" - "Динамо Москва" 4 ноября: где смотреть трансляцию матча




Сергей Собянин: «Ночь искусств» посетили более 200 тысяч человек

Собянин подвел итоги ежегодной акции «Ночь искусств» в Москве

Собянин: Благоустройство в этом году проходило во всех районах ЮЗАО

Сергей Собянин поздравил жителей Москвы с Днем народного единства


Ритм мегаполиса в коллекции Marfa Fedorova на Московской неделе моды

Гигафабрики в Калининградской области и Москве будут выпускать двигатели и батареи для 100 тыс. электромобилей в год

Отстаивание базовых российских ценностей и место культуры и искусства Якутии

В России с 2026 года планируют выпускать аккумуляторы для 100 тыс. электромобилей в год


Уральская ТПП реализует важные межнациональные проекты и укрепляет народное единство

Квартира Инстасамки в центре Москвы едва не сгорела из-за неисправного камина

После реконструкции «Уголок Дедушки Дурова» станет ещё более комфортным

Семья из трех человек отравилась неизвестным веществом в Рязани


Форумы «Семья Поморья» прошли на юге Архангельской области

Президентская библиотека — ко Дню народного единства

Архангельск принимает всероссийские соревнования по судомодельному спорту

День народного единства - кого и с кем? Мысли из Архангельска


Клубный дом "Моне" - жилой комплекс, вдохновленный искусством

Книжная выставка «От ратной славы – к единству народа»

Час Отечества «Русь могучая, Русь единая».

Выставка-экспозиция «За веру и Отечество»


Министр Лаоса станцевала «Калинку» на концерте в честь Дня народного единства

Семья из трех человек отравилась неизвестным веществом в Рязани

P.Diddy в тюрьме приготовили особый праздничный ужин

Уральская ТПП реализует важные межнациональные проекты и укрепляет народное единство












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Арина Соболенко

«Почему ты такая низкая?» Арина Соболенко пошутила над известной теннисисткой. Видео






Как пополнить баланс Playstation Network (PSN) с помощью ваучеров

«Он меня удивляет»: Игорь Верник раскрыл подробности жизни сына

Московские гиганты встречают автолюбителей.

Семья из трех человек отравилась неизвестным веществом в Рязани