Деякі мікроби-археї вміють самостійно переробляти нафтові вуглеводні в метан.
Напевно, немає такої органіки, яку мікроби не могли з'їсти, хоча іноді їм доводиться для цього кликати кого-небудь на допомогу. Наприклад, є бактерії, що розщеплюють нафтові вуглеводні-алкани - великі молекули з довгим ланцюжком з вуглецевих атомів, до яких приєднані атоми водню. Але в родовищах нафти, де живуть такі бактерії, немає кисню. Тому, коли вони розщеплюють вуглеводні, вони зупиняються на проміжному з'єднанні - оцтовій кислоті; попутно ще утворюється водень Н2. Якби навколо був кисень, оцту кислоту можна було б переробити далі, зруйнувати її хімічні зв'язки і вивільнену енергію запасті у вигляді АТФ - високоенергетичної молекули, яку використовують чи не всі живі клітини на землі.
Але кисню в підземній нафті немає, а накопичувана оцтова кислота може сильно зіпсувати життя. І тут нафтопоїдаючим бактеріям приходять на допомогу археї - теж мікроби, але з іншого домену життя. Одні археї поглинають оцту кислоту і перетворюють її на вуглекислий газ і метан, інші підхоплюють цей вуглекислий газ і водень, що утворився при бактеріальному розщепленні нафтових вуглеводнів, і перетворюють їх на метан і воду. Будь-яка жива клітина отримує енергію в ході окислювально-відновлювальних реакцій, і деякі групи архей навчилися виконувати ці реакції з воднем, вуглекислим газом і деякими органічними речовинами, на зразок оцтової кислоти. Оскільки в якості побічного продукту виходить метан, такі археї назвали метаногенами.
Тобто нафту поїдають троє мікробів-сотрапезників: бактерії, переробні дуже великі вуглеводні в дуже маленьку оцтову кислоту і водень, і два різновиди архей, які освоїли особливі окислювально-відновлювальні реакції. Якби якась архея навчилася мати справу з великими органічними молекулами, вона могла б все це робити сама. Але досі вважалося, що археї-метаногени здатні працювати тільки з обмеженим набором маленьких органічних молекул.
Однак з часом стали з'являтися дані, що вказували на те, що на світі єстьархеї-метаногени, здатні «в одне обличчя» розщеплювати нафтові вуглеводні і, ймовірно, довгі жирні кислоти. Два роки тому ми писали, що їх виявили на дні Мексиканської затоки. Їх назвали Candidatus Methanoliparia - потрібно уточнити, що це назва не якогось одного виду, а групи архей, об'єднаних однаковими біохімічними властивостями. Оскільки вони вимагають особливих умов, вивчати їх у лабораторії дуже непросто. Тим не менш, співробітники одного з інститутів Міністерства сільського господарства і природокористування Китаю, Китайської нафтової і хімічної корпорації SINOPEC та Інституту мікробіології моря Товариства Макса Планка навчилися їх вирощувати. Археї, взяті з нафтового родовища Шенлі, жили в лабораторії при температурі від 35 ° C до 65 ° C без кисню і взагалі будь-яких неорганічних речовин, які могли б брати участь в окислювально-відновлювальних реакціях. В результаті, як йдеться у статті в Nature, всі довгі вуглеводні-алкани з нафтової поживної суміші зникли, а натомість з'явилося багато метану.
У мікробному співтоваристві нафтового родовища були не тільки археї, але і нафтопереробні бактерії, і виникає питання, можливо, ці бактерії взяли найактивнішу участь у перетворенні нафти на метан. Однак дослідники кілька разів пересаджували мікробів у нове живильне середовище, і врешті-решт рівень бактерій знизився менш ніж до 0,1% від усіх мікроорганізмів, а ось нафтопереробних архей- «індивідуалістів» Candidatus Methanoliparia стабільно залишалося близько 40%, і розщеплення вуглеводнів тривало зі стабільною інтенсивністю.
Клітини Candidatus Methanoliparia не пов'язують себе з клітинами інших мікробів, і їх гени не колірують ніяких ферментів і взагалі білків, які потрібні, щоб об'єднувати біохімічні реакції і транспорт електронів з мікробами колегами - що зайвий раз доводить, що Candidatus Methanoliparia здатні всю «нафтогазову» біохімію виконувати самі. При цьому, з одного боку, вони вмістили в собі ті біохімічні реакції, які нафтопереробні бактерії і дружні їм археї виконують порізно. З іншого боку, розщеплення довгих алканів починається у Candidatus Methanoliparia за допомогою ферменту, який досі бачили у інших архей - вони переробляють короткі алкани і не виробляють метан. Тобто метаногенні археї, що мають справу з довгими вуглеводнями, навчилися використовувати біохімічні інструменти, властиві неметаногенним архіям, що харчуються короткими вуглеводнями. Причому інструмент для коротких алканів Candidatus Methanoliparia використовують тільки для переробки довгих - якщо їм в живильне середовище дати невеликі вуглеводні, Candidatus Methanoliparia їх не зворушать. Все це зайвий раз ілюструє, наскільки винахідливими і пластичними в сенсі метаболізму можуть бути археї з бактеріями.
Не можна сказати, що в біохімії Candidatus Methanoliparia все ясно, але, принаймні, їх стало можливим вирощувати в лабораторії, а значить, вивчати їх тепер буде простіше. Можливо, їх зможуть пристосувати для ліквідації екологічних забруднень, на зразок нафтових розливів, а можливо, вони знайдуть застосування в нафтопереробній промисловості, якщо тільки їх використання виявиться економічно виправданим.