光鐵養(yǎng)菌：利用陽光，從鐵中“偷取”電子

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數(shù)十億年前，更準(zhǔn)確點(diǎn)來說，大約30億年前，地球與如今的樣子相去甚遠(yuǎn)，四處覆蓋海洋、大氣中幾乎沒有氧氣：一顆由細(xì)菌統(tǒng)治的星球。其中一些細(xì)菌利用光合作用為自己提供能量，有點(diǎn)兒像植物，但方式卻很奇怪：它們利用陽光，從鐵中“偷取”電子。

快進(jìn)幾十億年，那些細(xì)菌生存至今。它們被稱為光鐵養(yǎng)菌（photoferrotroph），幾十年來，科學(xué)家認(rèn)為它們極為少見。“大部分人認(rèn)為，這些奇異的有機(jī)體還有其他功能，光鐵自養(yǎng)只不過是從遙遠(yuǎn)的過去，即地球早期歷史中保留下來的技能。”美國華盛頓大學(xué)圣路易斯分校（Washington University in St. Louis）的微生物學(xué)家阿爾皮塔·博斯（Arpita Bose）說道。

2015年，博斯一時(shí)興起，從美國馬薩諸塞州的伍茲霍爾收集了幾小瓶海洋沉積物，帶回了自己在密蘇里州的實(shí)驗(yàn)室。她的學(xué)生慢慢分離出了單獨(dú)的細(xì)菌菌株，然后進(jìn)行逐一檢測，試圖弄清楚其中是否有些細(xì)菌仍具有這種古老的代謝模式。

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兩名學(xué)生帶著結(jié)果走進(jìn)她的辦公室的那天，博斯記憶猶新。“他們告訴我：‘所有細(xì)菌都是如此！它們都是光鐵養(yǎng)的。’而我的反應(yīng)則是：‘什么？！不可能！絕不可能。’我都驚呆了。”博斯笑著回憶道。

所有這15種細(xì)菌菌株都是光鐵養(yǎng)菌，他們不禁想到，這一性狀也許根本不少見，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《國際微生物生態(tài)學(xué)會雜志》（The ISME Journal）上。

除開基本的科學(xué)好奇心，他們?nèi)绱酥匾曔@一代謝模式的一個(gè)重要原因是：這些微生物會在光合作用時(shí)吸收二氧化碳。“如果光鐵養(yǎng)確如數(shù)據(jù)所示的那樣普遍，那么這些生物可能對固定二氧化碳做出了巨大貢獻(xiàn)。”

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這意味著保護(hù)這些細(xì)菌生存繁衍的濕地和河口，將會是應(yīng)對氣候變化的一個(gè)重要部分。美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（Lawrence Livermore National Laboratory）的微生物學(xué)家、論文的共同作者邁克爾·古茲曼（Michael Guzman）表示，這些棲息地如今正在快速消失：“這些環(huán)境是生物多樣性的溫床，但其中發(fā)生的很多情況我們?nèi)圆坏枚Ｋ晕艺J(rèn)為，保護(hù)這些天然微生物群落相當(dāng)重要。”

翻譯：阿金

審校：白德凡

引進(jìn)來源：科學(xué)美國人

本文來自：中國數(shù)字科技館

標(biāo)簽： 二氧化碳 光合作用 圣路易斯 微生物生態(tài)學(xué) 相關(guān)研究