Американский морской микробиолог Холгер Джаннаш относит сероокисляющих хемолитотрофных бактерий к числу наиболее распространенных в Мировом океане. В четырех первых строках таблицы представлены окисляемые ими сера и ее соединения. Среди сероокисляющих микроорганизмов в экологических оазисах найдены и те, с которыми работал С. Н. Виноградский. Больших бактерий Beggiato там местами так много, что они образуют у дна толстые белые слои. Подобные слои наблюдались, например, в районе Гуаймас. Там обнаружены гигантские бактерии этого вида размером до 100 мк. Но имеется и множество других.
В ходе осуществляемых этими и многочисленными другими морскими бактериями химических реакций выделяется много энергии, заменяющей в глубинах энергию лучей Солнца. В результате химического синтеза образуется органическое вещество.
Таблица интересна широким ассортиментом неорганических веществ, используемых бактериями для своего питания. Потребляя различные неорганические вещества, в изобилии имеющиеся в гидротермах, микроорганизмы производят многочисленные органические соединения, из которых строятся их тела. Ими питаются все животные экологических оазисов, сами не обладающие чудесным даром хи — мического синтеза. Некоторые из наиболее «находчивых» донных животных, как, например, черви вестиментиферы, культивируют хемосинтезирующих микробов в своих трубчатых жилищах. А чтобы бактериям жилось там лучше, периодическими сокращениями своих тел прокачивают порции свежей воды. Оригинальный микробиологический животноводческий комплекс в глубинах! Вместо коров — черви, а вместо травы — бактерии.
На дне вокруг гидротерм обнаружены в больших количествах отложения окислов марганца и железа. Предполагается, что они являются результатом жизнедеятельности особых бактерий. В этих отложениях были найдены большие бактерии, похожие на известную на суше цианобактерию. Реакции окисления железа и марганца приведены в восьмой и девятой строках таблицы. Возможно, что железо- и марганцово- окисляющие бактерии вносят свой вклад в хемосинтез. Однако, «кушают» ли они в действительности железо и марганец, экспериментально проверить пока не удалось из‑за больших трудностей культивирования их в лаборатории.
В микробиологии гидротерм очень много разных загадок.
Интерес представляют высокие цифры свободной энергии, выделяющейся при различных химических реакциях, используемых микроорганизмами. По количеству энергии, приходящейся на один моль окисляемого вещества, на первом месте стоит реакция окисления отрицательного иона тиосульфата S2O32-. При этой реакции выделяется 936 кДж/моль. На первый взгляд эта большая цифра представляется заманчивой для использования в технике. Однако если пересчитать выделяемую в этом случае свободную энергию на единицу массы тиосульфата, то удельная теплота сгорания окажется всего 3500 ккал/кг.
Таблица
Основные виды микроорганизмов, обнаруженные в экологических оазисах Тихого океана (данные на 1984 г.)
| Микроорганизмы | Их пища | Чем они дышат, т. е. окислитель | Химические реакции | Выделение | |
| свободной | |||||
| энергии, | |||||
| кДж/моль | |||||
| 1. | Сероокисляющие бактерии | S0 | О2 | S°+ 1,502 + Н20 = H2S04 | 496 |
| 2. | H2S | H2S + 0,502= S0 + H2O | 210 | ||
| 3. | S2O32- | S2O32- + 202 + H20 = 2SO42- + 2H+ | 936 | ||
| 4. | HS- | HS- + 202 = S042- +H+ | 716 | ||
| 5. | Водородоокисляющие бактерии | Н2 | H2 + 0,502 = H20 | 237 | |
| 6. | Нитрифицирующие бактерии | NH4+ | NH4+ + 1,502 = NO2- + H20 + 2H+ | 272 | |
| 7. | N02- | NO2- + 0,5O2 = NO3- | 73 | ||
| 8. | Железоокисляющие бактерии | Fe2+ | 2Fe2+ + 2H+ + 0,502 = 2Fe3+ + H20 | 47 | |
| 9. | Марганцовоокисляющие бактерии | Mn2+ | Mn2+ + H20 + 0,502 = Mn02 + 2H+ | 67 | |
| 10. | Метанообразующие бактерии | H2 | CO2 | 4H2 + C02 = CH4 + 2H20 | 35 |