Водень вважається перспективним паливом і це було б вірно, якби не відсутність економічно практичного способу його видобування та споживання. Наразі усі існуючі способи водневої економіки витрачають більше енергії, ніж можна потім отримати з цього водню. Це ставить хрест на водневій економіці. Але науковці відкрили, що одна з трьох форм життя може навчити нас видобувати водень економічно.
Земля є домом для приблизно 8,7 мільйонів видів живих організмів – лише частина з яких була науково ідентифікована. Кожна жива істота на цьому величезному розрізненому дереві життя потрапляє в одну з трьох великих категорій або «доменів» — археї, бактерії та еукаріоти.
Усі звичайні організми, які ми вважаємо «життям» — такі речі, як дерева, гриби та тварини — є еукаріотами, тобто їхні клітини містять клітинне ядро та інші пов’язані з мембраною органели. З іншого боку, археї та бактерії є прокаріотами, тобто вони не містять таких структур.
Хоча ці два інші домени можуть виглядати схожими під мікроскопом, існує довгий список відмінностей , які роблять археї такими ж відмінними від бактерій, як і від людей.
Після відкриття архей наприкінці 1970-х років вчені вважали, що одна відмінність між цим третім доменом та іншими формами життя полягає в тому, що ці організми не виробляли відомих як «гідрогенази» ферментів, які використовують водень.
Однак нове дослідження, опубліковане нещодавно в журналі Cell, говорить, що це неправда. Насправді археї споживали та виробляли водень протягом двох мільярдів років — процес, який дозволив їм жити в деяких з найбільших ворожих місць на Землі.
Розуміння цього процесу також може допомогти прояснити, як виникло все інше життя — провідна біологічна теорія припускає, що перші еукаріоти утворилися, коли стародавні види архей злилися з бактеріальною клітиною (він же ендосимбіоз ) за допомогою воднево-газового обміну.
«Люди лише нещодавно почали думати про використання водню як джерела енергії, але археї робили це вже мільярд років, — сказав Боб Леунг, співавтор дослідження, у заяві для преси. – Наше відкриття наближає нас на крок до розуміння того, як цей важливий процес призвів до появи всіх еукаріотів, включаючи людей».
Під час дослідження наукова група вивчила геноми тисяч архей, знайшла ферменти, що виробляють водень, а потім створила ці ферменти в лабораторії для подальшого вивчення. Вони помітили, що деякі з цих архей виробляли фермент, відомий як [FeFe]-гідрогеназа.
Це суперечить ідеї, що лише два інших домени використовували ці типи ферментів, а також підкреслює той факт, що архейні ферменти були одночасно найменшою та найскладнішою формою ферментів, що використовують водень, серед усіх трьох доменів.
Це може мати значні наслідки, оскільки інженери продовжують досліджувати способи використання водню як екологічного джерела енергії.
«Промисловість зараз використовує дорогоцінні хімічні каталізатори для використання водню. Проте ми знаємо з природи, що біологічні каталізатори можуть бути дуже ефективними та стійкими, — сказав Кріс Грінінг, провідний автор дослідження, у прес-релізі. – Чи можемо ми використати це, щоб покращити спосіб використання водню?»
Дивовижно, але розкриття процесу давністю два мільярди років, пов’язаного з однією з найменш вивчених сфер життя, може допомогти просвітити шлях до вкрай необхідного майбутнього з нульовими викидами. Хоча археї можуть виживати за температури кипіння або точки замерзання, багатьом із нас, еукаріотів, потрібно, щоб усе було трохи м’якше.
За матеріалами: Popular Mechanics
