Альманах

Эврика  90

Ностальгия по архею

Цианобактерии, или синезеленые водоросли, иногда называют самыми первыми живыми существами на древней Земле. Организмы эти до сих пор отличаются от остального населения планеты своим необычайно упрощенным свойством — они не имеют ядра и пола. Фотосинтез у них, однако, проходит обычным путем — под действием света поглощенный из воздуха углекислый газ расщепляется, углерод усваивается, а кислород выделяется   обратно   в   атмосферу.

Но есть у цианобактерии еще одно важное свойство — они прямо поглощают атмосферный азот. Напомним, что азот необходим во всех процессах биосинтеза белков и нуклеиновых кислот. Его много вокруг, в воздухе, но никто, кроме синезеленых водорослей да еще азотфиксирующих бактерий, в современной биосфере не может поглощать его из атмосферы. В состав высших организмов азот попадает только через длинные пищевые цепи поедающих друг друга организмов, причем в самом начале этих цепей — азотфиксирующие бактерии и цианобактерии. Интересно, что выделение кислорода и поглощение азота у сине-зеленых   водорослей   происходит, похоже, по принципу «или — или». Это выяснили в совместных опытах исследователи из МГУ и Института биохимии имени А. Н. Баха АН СССР. Вот что получается. При нормальном освещении цианобактерии выделяют много кислорода, а азота поглощают мало. Однако стоит повысить интенсивность света, как фотосинтез подавляется, кислород перестает выделяться, зато азот начинает поглощаться в повышенных дозах. Как это понимать? Тут, может быть, стоит вспомнить, что в условиях бескислородной атмосферы древней Земли предки синезеленых подвергались интенсивному облучению солнечной радиацией. Результатом их деятельности того периода послужило, во-первых, накопление связанного азота — источника питания будущих более высокоорганизованных форм живого, и, во-вторых, постепенное выделение кислорода в атмосферу и связанное с этим ослабление интенсивности солнечного света. А циано-бактерии, видимо, в любой момент готовы вернуться к прежней жизни в бескислородной среде, той самой, которая была у них в архее.

«Знание — сила», 1989, № 1, с. 15