Добавить новость
smi24.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.








Антитела альпак помогли ученым создать новые методы лечения рака

Юбилейный фестиваль «Лица улиц» пройдёт в Екатеринбурге

Коллекция Zuhair Murad осень-зима 2025/26

Чудо-колонка Детского радио: малыш будет в восторге!


Cameroon star has said yes to Man Utd transfer but Red Devils face hurdle

Report: Liverpool decision hands advantage to Man United in midfielder pursuit

Palestinian envoy urges action at UN: “History will judge us all”

Man Utd have agreed deal with AC Milan for £40m star's exit, await player decision - report


DCLogic и HIDEN создают альянс для защиты ИТ-инфраструктуры от сбоев в электропитании

Стражи курортов

Для всего транспорта открыт объезд поврежденного участка трассы А-360 Лена в Амурской области

В приложении BelkaCar появилась функция поиска авто по фото


Modders are trying their hardest to add an NVMe SSD to the Switch 2, which is both impressive and something I'm not going to do

New study shows that Gen Z is spending way less money on videogames than older gamers

The US Air Force wants to test blowing up Cybertrucks because 'it is likely the type of vehicles used by the enemy may transition to Tesla Cyber trucks'

Steam for Chromebooks is getting axed in 2026 instead of exiting its 4-year beta


Овочі можусть стати розкішшю для українців


Сотрудники Росгвардии пришли на помощь пенсионеру, внезапно потерявшему сознание в кафе на востоке столицы

Семейное приключение на «Кораблике Детского радио»

В регионах центральной России росгвардейцы отметили День физкультурника

Клинический психолог Юлия Тарибо: психологические последствия удаленной работы и способы их преодоления


Опубликован календарь Кубка России по хоккею с мячом

Семейное приключение на «Кораблике Детского радио»

Директор Росгвардии Герой России генерал армии Виктор Золотов принял участие в заседании Национального антитеррористического комитета

На пенсии отоспишься. 13 идей для ночного досуга в Москве — от тенниса до парилки


Ракова заявила о сокращении сроков ожидания эндоскопических исследований

Подмосковный травматолог дал советы по выбору рюкзака для первоклассника

Топология минералов для извлечения полезных ископаемых

Андрей Воробьев посетил открывшуюся после ремонта поликлинику в Люберцах с новым отделением неотложной помощи


Зверев пробился в третий раунд турнира "Мастерс" в Цинциннати

Фриц достиг третьего раунда на турнире в Цинциннати

Анна Калинская вышла в третий круг турнира WTA 1000 в Цинциннати

Вероника Кудерметова в третьем круге турнира WTA: победа в Цинциннати!


Как песня «Птицы любви» учит видеть свет в самой глубокой тьме

Baza: Мотоциклист попал в ДТП в Москве из-за нарушившего ПДД водителя

Ракова заявила о сокращении сроков ожидания эндоскопических исследований

Подмосковный травматолог дал советы по выбору рюкзака для первоклассника


Музыкальные новости

Певец Родион Газманов выступит на фестивале «Авиационное Монино» в Щелкове

Возлюбленная Тимати ответила, почему не вышла замуж за репера

Обиды на отца, алкоголизм, ссоры с Влади и дружба с Ефремовым: как живёт Никита Высоцкий

Никита Пресняков удалился в Испанию после того, как жена стерла их фото из соцсетей


Клинический психолог Юлия Тарибо: психологические последствия удаленной работы и способы их преодоления

Директор Росгвардии Герой России генерал армии Виктор Золотов принял участие в заседании Национального антитеррористического комитета

Семейное приключение на «Кораблике Детского радио»

Чудо-колонка Детского радио: малыш будет в восторге!


Собянин заявил об уничтожении пятого БПЛА, который летел на Москву

Продвижение Песни в Импульсе Яндекс Музыка.

Custom Clinic - это клиника в центре Санкт-Петербурга, где решают проблему выпадения волос комплексно и эффективно

Вывод песни для продвижения в Импульсе Яндекс Музыка.


В Сети появились кадры ДТП с подростками на самокате, которые врезались в столб

Baza: Мотоциклист попал в ДТП в Москве из-за нарушившего ПДД водителя

Автобус насмерть задавил подростка на электросамокате в Москве

Выяснились детали смертельной аварии с участием 16-летних самокатчиков на западе Москвы


Почему Трамп захотел быстро встретиться с Путиным, объяснил Хазин

В России объяснили скорую организацию встречи Путина и Трампа

Bloomberg: встреча Путина и Трампа сама по себе представляет победу Москвы

Bloomberg: встреча Путина и Трампа означает победу России




В регионах центральной России росгвардейцы отметили День физкультурника

Главный врач клиники микрохирургии глаза АйМед Элина Санторо: что делать если лопнул сосуд в глазу

Здоровье Бориса Щербакова: обновленные сведения от научно-исследовательского центра имени Склифосовского

Клинический психолог Юлия Тарибо: психологические последствия удаленной работы и способы их преодоления


«Будет обмен землей»: Трамп поставил Зеленского на место, вызвав панику в Киеве

Политолог: Алиев пересек красную линию и столкнется с ответом Москвы


Соревнования по многоборью кинологов-росгвардейцев завершились в Грозном

Росгвардейцы охраняли правопорядок на фестивале «ЛИГА ТРИАТЛОНА & IRONSTAR МОСКВА 2025»

В регионах центральной России росгвардейцы отметили День физкультурника

Чемпионат по самбо столичного главка Росгвардии завершился в Москве


Лукашенко получил первую золотую монету из белорусского сырья


Собянин оценил вклад проектов "Город героев" и "Герой моего района

Собянин рассказал, как проект «Город героев» укрепляет связь времен и поколений

Собянин объявил об открытии новой детской поликлиники в районе Крюково

Ивлеева предположила, что Трамп увидит метро Москвы и увезет Собянина в США


Орловская область планирует войти в число национальных туристических маршрутов с проектом «Бирюзовое кольцо России»

Площадь возгорания на горе Куцай достигла 650 тысяч квадратных метров

В Крыму потушили угрожавший двум селам природный пожар

Хватит морщиться: ученые назвали пользу от участившихся московских ливней


Подмосковный травматолог дал советы по выбору рюкзака для первоклассника

На пенсии отоспишься. 13 идей для ночного досуга в Москве — от тенниса до парилки

В первом полугодии 2025 года общие сборы КАПИТАЛ LIFE показали рост и составили 12,7 млрд рублей

Как песня «Птицы любви» учит видеть свет в самой глубокой тьме


Стало известно, у кого в Архангельске самый длинный отпуск

Сотрудниками полиции и Росгвардии задержан гражданин, причастный к поджогу релейного шкафа в Архангельской области

Орловская область планирует войти в число национальных туристических маршрутов с проектом «Бирюзовое кольцо России»

без заголовка


Историко-краеведческая выставка «Древности земли крымской»

Прогноз погоды в Крыму на понедельник

Прогноз погоды в Крыму на 11 августа

Когда достроят больницу скорой помощи и онкодиспансер в Севастополе


Ракова заявила о сокращении сроков ожидания эндоскопических исследований

Подмосковный травматолог дал советы по выбору рюкзака для первоклассника

Топология минералов для извлечения полезных ископаемых

Педагог Савинкина высказалась об изменениях в образовательном процессе














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *