Този червей промени всичко, за което мислехме, че знаем

Трябва да си призная — когато чух за това проучване, направо ми притрябваха няколко минути да осъзная какво точно се случва.

Защото става дума за следното:

Представи си едно малко морско червейче. Няма уста. Няма стомах. Няма никаква храносмилателна система изобщо. Само плува в океана, а под кожата му живеят симбиотни бактерии. Целият му живот зависи от това да смила тези бактерии-партньори и да се храни с тях.

Само че ето какво: тези бактерии са хитри. Пъхат въглерода настрана — полимеризират го в малки гранулички, нещо като резерви за черен ден.

Години наред учените смятаха: щом бактериите си приберат въглерода в тези гранули, край. Той си стои заключен там, недостъпен за всичко живо освен за микроорганизмите, които случайно произвеждат правилните ензими.

Оказва се? Сбъркахме. Сериозно.

Звездата на историята

Tрябва да ви представя Olavius algarvensis — морско червей, толкова странно, че изобщо не му трябва храносмилателна система. Разчита изцяло на бактерии, които живеят директно под кожата му. Бактерии, които пък съхраняват огромни количества въглерод под формата на полихидроксиалканоати — PHA, накратко.

Изследователи от Института „Макс Планк" за морска микробиология в Германия си зададоха въпроса: може ли това безстомашно чудо да стигне до тези заключени въглеродни запаси?

Оказа се — да. И то как!

Учените откриха, че червеят произвежда свой собствен ензим, специално проектиран да разгражда бактериалните PHA. Идва произведен точно там, където червеят смила бактериалните си партньори. Перфектният инструмент за перфектната работа. Природата винаги е по-хитра, отколкото предполагаме.

Но това не е краят.

66 вида и продължават

Екипът не спря само с едно червейче. Започнаха да ровят из геномите на животни — навсякъде из дървото на живота — и откриха свързани ензими в над 66 различни вида, разпределени в цели девет типа (филуми). Девет! От гъби и морски звезди до земни червеи и дребни насекоми.

Когато тестваха тези ензими в лабораторията — работиха. Ензими от организми, разделили се преди стотици милиони години, всички можеха да разграждат бактериални PHA.

„Очаквахме да намерим може би един-два вида с тази способност", споделя един от изследователите. „Вместо това я открихме навсякъде."

Това, приятели, е това, което учените наричат „Paradigm shift" — фундаментална промяна в мисленето. Вид откритие, при което ти се иска да звъннеш на професорът си по екология и да му кажеш: „Помниш ли какво ни учеха за тези неща? Е, вече не важи..."

Какво, по дяволите, са PHA?

Добър въпрос. Полихидроксиалканоатите са всъщност естествени пластмаси, произвеждани от микроорганизми. Когато бактериите имат повече въглерод, отколкото им трябва, те не го оставят да се носи наоколо. Запасяват го — полимеризират го в тези гранули вътре в клетките си.

PHA са доста впечатляващи, като се замислиш. Напълно разградими. Могат да се оформят в различни форми. Устойчиви са на вода. Използват се в опаковки за храни, медицински импланти, селскостопански гранули, които бавно отделят тор при разграждане.

С други думи — всичко онова, за което мечтаем обикновените пластмаси да бъдат.

Проблемът? Производството им в индустриални мащаби все още е скъпо и заемат нищожна част от пазара на биопластмаси. Но с растящото търсене на устойчиви материали, интересът към тях расте.

Защо това променя всичко (почти)

Ето това ме вълнува най-много.

От известно време знаем, че PHA присъстват в почви, седименти и водни среди по целия свят. Учените, изучаващи тези материали, се фокусираха почти изцяло върху това как микроорганизмите ги разграждат. Логично беше — те ги произвеждат, така че сигурно само те могат и да ги разрушат, нали?

Пак сбъркахме.

Това проучване показва, че животни от почти всяка голяма група на животинското царство са си偷偷но усвоявали тези естествени биопластмаси през цялото това време. Те не просто съществуват пасивно в среди, където има PHA — те активно участват в тяхното разграждане.

Още повече — това означава, че животните могат да стигнат до въглеродни запаси, за които учените смятаха, че са напълно недостъпни за тях. Микробният въглероден цикъл току-що стана много по-сложен и много по-интересен.

Какво означава това за нас?

Честно? Още не съм сигурен и мисля, че точно това е вълнуващото.

От индустриална гледна точка — може би ще отвори нови начини да мислим за производството и разграждането на материали на базата на PHA. Ако разберем естествените пътища, по които животните разграждат тези съединения, може би ще можем да проектираме по-добри системи. Или пък просто ще оценим повече как природата се справя сама.

От научна гледна точка — ще се наложи да пренапишем част от учебниците. Въглеродният цикъл е фундаментален за живота на Земята и ако животните играят много по-голяма роля в преработката на микробни въглеродни запаси, отколкото осъзнавахме — това променя моделите ни за функционирането на екосистемите.

А лично за мен? Просто обожавам, че все още има толкова много неща, които не знаем. Можем да пратим роботи на Марс и да секвестираме целия човешки геном, но продължаваме да откриваме, че земните червеи смилат неща, за които смятахме, че са практически неразрушими.

Кара те да се замислиш какво ли още чака там вън, чака някой да погледне малко по-внимателно.