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以金属为食的细菌果真存在吗?

7月16日,美国加州理工学院的微生物学家在《自然》杂志发表论文称,他们发现了一种以锰为能量来源的细菌。早在一个多世纪前,就有人预测可能有这种微生物,但直到现在它们的存在才被证实。

以金属为食的细菌果真存在吗?

7月16日,美国加州理工学院(CIT)的微生物学家在《自然》杂志发表论文称,他们发现了一种以锰为能量来源的细菌。早在一个多世纪前,就有人预测可能有这种微生物,但直到现在它们的存在才被证实。论文作者、CIT环境微生物学教授Jared Leadbetter说:“这是我们首次发现以锰为食的细菌。自然界微生物的一个奇妙之处在于,它们可以代谢金属等看似不可能的物质来产生能量。”

此前,研究人员推测某些细菌和真菌可以通过氧化锰促进自生生长。Leadbetter在偶然中发现了这种细菌:他把一个沾染了锰粉的玻璃瓶浸泡在水池中后离开了。几个月后,当他返回时,惊讶地发现玻璃瓶上覆盖了一层黑色物质。Leadbetter说:“这是什么?是以金属为食的微生物产生的吗?为了弄清真相,我们进行了系统测试。结果发现,黑色物质可能是自来水中某种细菌代谢产生的氧化锰。”

锰是地表含量最丰富的元素之一。氧化锰呈黑色块状,在配水系统中经常能发现它们的踪迹。然而,其形成原因和方式仍然是个谜。虽然许多科学家都认为这些氧化锰可能来自“食锰细菌”,但一直缺乏直接证据支持这个观点

新发现有助于研究人员更好地了解地下水的地球化学问题。众所周知,细菌可以降解地下水中的污染物,这个过程被称为生物修复。在生物修复的过程中,一些关键的生物体会“还原”氧化锰,这意味着它们会向氧化锰提供电子。科学家们想知道氧化锰最初是从哪里来的。Leadbetter说:“我们发现的这种细菌可以产生氧化锰,因此它们的生活方式或能为其他微生物提供所需的物质,以进行有益和可取的反应。”

研究结果也帮助科学家进一步了解了锰结核。广泛分布于海底的锰结核有葡萄柚那么大,早在19世纪70年代就已为人所知。近年来,矿业公司一直在制定开采锰结核的计划,因为结核中富集了不少稀有金属。但人们对锰结核最初是如何形成的知之甚少。Leadbetter等想知道,他们在淡水中发现的微生物是否在锰结核形成过程中发挥了作用。博士后研究人员Hang Yu表示:“在开采海洋锰结核之前,我们有必要更好地了解它们。”

没有参与此项研究的CIT生物学教授Woodward Fischer 评价:“Jared和Hang的发现填补了我们理解地球元素循环的重要知识空白,丰富了锰参与塑造地球生命进化的多样性方式。”

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