Ammoniak verbrandende ‘oerbacteriën’ (archaea) halen al hun koolstof uit koolstofdioxide. En niet uit organische zuren zoals met tot nu toe dacht, blijkt uit een PNAS-publicatie.

Met hulp van Jaap Sinninghe Damsté en collega’s van het NIOZ op Texel wisten Koreaanse microbiologen het te bewijzen door de mogelijke organische koolstofbronnen te labelen met de isotoop koolstof-13. Die isotoop vond je in het celmateriaal van de archaea niet terug.

Die archaea zijn officieel geen bacteriën maar vormen een aparte groep, die in veel opzichten geavanceerder in elkaar zit. De laatste jaren is duidelijk geworde dat de oceanen er vol van zitten. Veel van die archaea halen hun energie uit de oxidatie van ammoniak, dat ontstaat bij de afbraak van eiwitten uit ándere micro-organismen.

Dat archaea pas in 1977 überhaupt zijn ontdekt, en dat hun rol tot voor kort zwaar werd onderschat, komt onder meer doordat de meeste soorten zich niet laten kweken in het lab. Van de rest weten we eigenlijk alleen dankzij onderschepte RNA-fragmenten dat ze bestaan. Iemand heeft ooit ontdekt dat de soorten, die zich wél in een petrischaaltje laten kweken, harder groeien wanneer je alfa-ketozuren zoals pyrodruivenzuur of oxaalazijnzuur door hun voedingsmedium doet. Sindsdien werd aangenomen dat ze die zuren als koolstofbron gebruiken.

Uit de huidige publicatie blijkt echter dat die zuren iets heel anders doen. Bij de oxidatie van ammoniak door archaea ontstaat onder meer waterstofperoxide, H₂O₂. Die verbinding is uiterst reactief en daardoor toxisch voor de meeste eencelligen, inclusief archaea.

De oceanen zijn groot en er zijn voldoende soorten aanwezig die H₂O₂ meteen weer afbreken, meestal met behulp van catalase-enzymen. Mogelijk bestaan er ook archaea die zulke catalases aanmaken, maar de tot nu toe bestudeerde soorten hebben er simpelweg de genen niet voor. Mogelijk zijn ze die in de loop der evolutie kwijtgeraakt, omdat het wel zo efficiënt was om op die andere soorten te vertrouwen.

Op huin eentje in een petrischaaltje vergiftigen ze dus zichzelf. Tenzij je er organische zuren bij doet, die H₂O₂ neutraliseren. Vandaar.

bron: NIOZ