En av Jordens första livsformer kan även rena avloppsvatten

Genom att elegant koppla ihop flera mikroorganismers metabola vägar kan ett ämne omvandlas i flera steg, från skadligt till oskadligt – eller åtminstone mindre skadligt.

I ett bortglömt prov på Max Planck Institute upptäckte forskare nyligen en mikroorganism (från domänen Archaea, ordningen Methanosarcinales) med förmåga att omvandla metan (CH4) till koldioxid (CO2) i närvaro av oxiderat järn. Men inte bara det: samtidigt har den förmågan att omvandla nitrat (NO3) till ammonium (NH4+) – och alltsammans i en anaerob miljö, det vill säga i frånvaro av syre.

Institutets forskare hade sökt efter den länge. Man hade nämligen redan förutsett existensen av en sådan organism – bara genom att konstatera att ett sådant levnadssätt var teoretiskt möjligt. Naturen lämnar inga möjligheter oprövade! Och här var den alltså – i ett prov från Twentekanaal, en vattenväg som flyter genom Nederländerna.

Vad har nu detta för betydelse?

Framför allt: den nya upptäckten innebär att ännu ett viktigt verktyg lagts till den växande arsenalen av möjliga biotekniska lösningar på miljöproblemen. Metan är en av de värsta växthusgaserna och vattenrening med hjälp av denna arké skulle kunna reducera utsläppen betydligt. Genom att den dessutom omvandlar nitrat till ammonium skulle den även kunna livnära en annan grupp organismer, anaeroba anammox-bakterier, som omvandlar denna kväveförening till oskadlig kvävgas (N2).

Uråldriga metoder ger modern miljöteknik!

Arkéer som den nyligen upptäckta Methanosarcinales kan ha frodats på Jorden så tidigt som för fyra miljarder år sedan, perfekt anpassad till ett järnrikt hav och en metanrik atmosfär. Genom att utforska denna mikroorganism kan vi därmed även få ökad förståelse för utvecklingen av livet på Jorden. 

Mikroorganismers omvandling av materia har en avgörande betydelse för olika ämnens kretslopp i naturen –  genom jord, vatten, luft och levande varelser. Bioteknik inom miljöområdet syftar till att använda denna fantastiska potential i människans tjänst – ofta, dessvärre, för att lösa problem orsakade av mänsklig aktivitet! Men genom att använda naturens metoder minskar vi risken för att skapa nya problem med våra lösningar på gamla problem.Eftersom mikroorganismer fortfarande utgör en enorm outforskad ”mörk materia” inom biologin upptäcks nya arter – och nya möjligheter! – i en närmast svindlande omfattning.

 

Arkéer – den tredje domänen – är ett stort mikrobiellt rike som uteslutande utgörs av encelliga organismer. De är inte släkt med bakterier: Deras molekylära egenskaper är unika eller delas med medlemmarna av vår egen domän; eukaryoter. De antas vara den första varianten av liv som uppstod på jorden, under dess unga mer extrema fas då atmosfären dominerades av metan. Ofta återfinns de på platser där varken ljus, syre eller organiska föreningar finns tillgänliga.

Källa: 

Archaea catalyze iron-dependent anaerobic oxidation of methane; (2016) PNASKatharina F. Ettwiga, Baoli Zhua,Daan Spetha, Jan T. Keltjensa, Mike S. M. Jettena, and Boran Kartala.