Život při vysoké teplotě
Nedávný objev bakterií, žijících již 16 milionů let několik set metrů pod mořským dnem (viz aktualita Akademonu ze 17.8.2003) podtrhl skutečnost, že život není zdaleka omezen na příjemné vlhké klima okolo 20 °C, ale že se vyskytuje na obou koncích teplotní škály v nejrůznějších, zdánlivě nehostinných, podmínkách.
Mimořádné nedávné objevy se týkají života tzv. hypertermofilních organismů, kteří jsou schopni žít při teplotách do 120 °C, kdy se voda ještě nevaří díky tomu, že se vyskytují ve značných hloubkách v okolí hydrotermálnívh průduchů. Tyto organismy, patřící vesměs mezi archebakterie, se morfologicky výrazně neliší od normálních eubakterií,. ale obsahují řadu specifických koenzymů a jejich membrány obsahují jen zřídka lipidy, tak jak je známe z dvojných membrán všech ostatních organismů – jde tu o bipolární lipidy, u nichž jediná molekula složená především z isoprenoidních řetězců překlenuje celou tloušťku membrány. Takové membrány jsou mnohem stabilnější i při vysokých teplotách. Kromě toho jsou takové archebakterie vybaveny vysoce výkonným systémem pro opravy přepisovaných RNA, kdy při tak vysokých teplotách jsou chyby na denním (spíše sekundovém) pořádku.
Pozornost byla věnována zejména životu za podmínek, které snad existovaly na Zemi před třemi a více miliardami let, kdy tu nebyl kyslík, zato hodně vodíku a sloučenin trojmocného železa, jež vznikly intenzivním ultrafialovým ozařováním archaických moří s rozpuštěným dvojmocným železem. Jak dávné tak současné průduchy na mořském dně vypouštějí množství sloučenin Fe(II), které se v archaických mořích hydrolyzovaly na sloučeniny Fe(III) a vodík, jenž se uvolnil do atmosféry, z níž během doby vymizel. Současné průduchy také vypouštějí sloučeniny Fe(II), ale ty se v chladné vodě obsahující kyslík oxidují na Fe(III), jichž je nyní v zemské kůře obrovské množství jako různé železné rudy.
Současné hypertermofilní archebakterie rodů Pyrobaculum a Pyrococcus, jakož i bakterie Thermotoga, jsou schiopny redukovat Fe(III) za současné oxidace vodíku na vodu, a tím získávají energii pro veškeré metabolické pochody. Jeden zajímavý pokus ukízal, jsk množství oxidu železitého, nepříliš magnetické a chabě krystalické látky se konvertuje na vysoce magnetický magnetit čili Fe3O4, jejž lze i ve formě usazeného prachu v nádobce s vodou magnetem přitáhnout na stěny nádobky.
Hypertermofilní (arche)bakterie jsou schopny též redukovat huminy, tedy chinonům podobné látky odvozené z rostlinného nebo mikrobního materiálu a vysktující se též v horkém prostředí. Redukční schopnosti rodu Pyrobaculum nejsou však omezeny na Fe(III). Podařilo se za současné oxidace vodíku redukovat U(VI), Tc(VII), Cr(VI), Co(III) a Mn(IV). Pozoruhodné výsledky byly získány i s redukcí trojmocného zlata, která vytvářela pevné obaly kovového zlata na povrchu buněk bakterie. To vysvětluje i nálezy elementárného zlata v některých horkých usazeninách.
Metabolická šíře procesů spojených s redukcí Fe(III) je pozoruhodná. Tak Geoglobus ahangari je schopen tímto způsobem oxidovat acetát až na oxid uhličitý, dále palmitát a stearát, což jsou složky biomembránových lipidů. Jiný druh, Ferroglobus placidus, dokonce oxiduje aromatické látky, jako fenol a benzoovou kyselinu.
Velkou pozornost vzbudil před dvěma léty objevený hypertermofilní organismus rodu Geogemma z čeledi Pyrodictiaceae. Byl nalezen v hydrotermálním průduchu Finn v Tichém oceánu a roste na Fe(III) jako jediném zdroji energie při 121 °C. I při 130 °C vydrží na živu dvě hodiny, čímž drží mezi všemi organismy rekord.
