Z węgla zbudowane są wszystkie żywe organizmy na Ziemi, a pierwiastek nieustannie, w delikatnej równowadze, obiega różne sfery planety — biologiczną, struktury biologiczne, oceany, ludzką cywilizację. Przybiera on różne postacie — występuje w związkach organicznych, nieorganicznych, w formie diamentu czy grafitu, wynalazków takich jak nanorurki czy grafen. Może być też bezpostaciowy, tzw. amorficzny.
Naukowcy z Virginia University of Technology z kolegami z ośrodków z Niemiec odkryli dwa mikroby, które produkują tę ostatnią postać węgla. Odkrycie to zaprzecza wszelkim oczekiwaniom co do możliwości mikroorganizmów.
— Nigdy nie sądziliśmy, że amorficzny węgiel może być produkowany przez żywe organizmy, ponieważ zwykle do jego powstania niezbędne są ekstremalne reakcje — powiedział prof. Robert White, współautor pracy opublikowanej na łamach czasopisma „Science Advances”.
Węgiel bezpostaciowy powstaje np. przy ekstremalnych temperaturach i ciśnieniach czy w trakcie spalania organicznej materii. Można go znaleźć np. w sadzy.
Odkrycie rodzi zasadnicze pytania: dlaczego i jak stworzenia te wytwarzają taką formę węgla, czy może ona powstawać w ilościach wystarczających do oddziaływania na obieg tego pierwiastka w przyrodzie?
— To pierwsza informacja o amorficznym węglu produkowanym przez organizmy zamieszkujące Ziemię. Jesteśmy żywo zainteresowani możliwymi konsekwencjami dla cyklu węglowego — dodał prof. Robert White.
Jedna z opisanych bakterii należy do tzw. metanogenów — organizmów produkujących metan, a druga do metanotrofów — organizmów żywiących się metanem.
Metanogeny często żyją w miejscach bogatych w rozkładającą się materię organiczną i ubogich tlen, np. na bagnach, moczarach czy w żołądkach krów. Organizmy te odpowiadają za 90 proc. biologicznie produkowanego metanu, z czego ponad 30 proc. pochodzi z żołądków krów. Interesują one wielu naukowców, ponieważ metan to jeden z najsilniej działających gazów cieplarnianych.
Metanotrofy natomiast żyją głównie na dnie oceanów, gdzie zamieniają metan w dwutlenek węgla. Przez lata zajmujący się metanogenami badacze zauważali czarne punkty w bakteryjnych hodowlach, jednak zakładali, że to często wytwarzany przez te bakterie siarczek żelaza.
Jeszcze więcej czarnego materiału zauważano w hodowlach metanotrofów, co zmusiło ekspertów do zastanowienia.
— Zawsze zastanawiałam się, podobnie jak wielu ekspertów od metanogenów, czym jest ten czarny materiał. Myśleliśmy, że to depozyty siarczku żelaza, ale beztlenowe metanomorfy produkują czarnej substancji dużo więcej — powiedziała prof. Kylie Allen.
Na odpowiedzi czekają kolejne pytania, np. o znaczenie amorficznego węgla dla przyrody.