科学:发现海洋氨氧化古菌在黑暗中产氧

来源：原创网站2022-01-09 14:49

黑暗的深海水域发生的事情比你想象的要多：无数看不见的微生物在水中过着它们的日常生活。现在，在一项新的研究中，来自南丹麦大学等研究机构的研究人员发现，其中一些微生物以一种意想不到的方式产生氧气。

2022年1月9日/Bion/-黑暗的深水中发生的事情比你想象的要多：无数看不见的微生物在水中过着它们的日常生活。现在，在一项新的研究中，来自南丹麦大学等研究机构的研究人员发现，其中一些微生物以一种意想不到的方式产生氧气。相关研究成果发表在2022年1月7日的《科学》杂志上，标题为“氨氧化古细菌产氧产氮”。本文作者是南丹麦大学生物系助理教授Beate Kraft。

氧气对地球上的生命至关重要，主要由植物、藻类和蓝色通过光合作用产生。众所周知，少数微生物可以在没有阳光的情况下产生氧气，但到目前为止，在非常特定的栖息地只发现了数量非常有限的微生物。海洋中有活的微生物，海洋硝化细菌(海洋氨氧化古细菌)及其近亲。

黑暗中的幽灵生物。

卡夫说，“这些家伙在海洋里真的很丰富。它们在氮循环中起着重要的作用。由于这个原因，它们需要氧气，所以长期以来，一直有一个难题，那就是为什么它们在没有氧气的水域中也非常丰富。我们认为它们只是停留在那里，没有任何功能；它们一定是某种幽灵细胞。”

氮循环，图片来自海洋科学前沿，2019，doi :10.3389/fmars . 2019 . 00739。

然而，合著者唐坎菲尔德说，有一些令人困惑的观点：“这些微生物非常普遍，以至于一桶海水中每五个细胞中就有一个是它们”。因此，这些作者开始感到好奇；它们在缺氧水中有什么作用吗？

它们自己制造氧气。

卡夫决定在实验室测试它们。“我们想看看如果它们缺氧会发生什么，就像它们从富氧水域转移到缺氧水域一样。他们会活下来吗？”

坎菲尔德说，“我们看到他们如何耗尽水中所有的氧气，然后令我们惊讶的是，几分钟内，氧气水平又开始增加。这非常令人兴奋。”

对我和我的朋友来说足够了。

这些作者证实了海洋氨氧化古细菌在黑暗环境中能产生氧气。虽然产生的氧气不多——根本不足以影响地球上的氧气水平，但足以维持它们自己的生存。

卡夫解释说，“如果它们产生的氧气比它们需要的多一点，它很快就会被周围的其他生物吸收，所以这些氧气永远不会离开海洋。”然而，这些极其丰富的产氧微生物对它们的环境有什么影响呢？

新海洋探险

科学家们已经知道氨氧化古细菌是维持全球氮循环的微生物，但他们并不知道它们的所有能力。

在这种新发现的产氧方式中，海洋氨氧化古菌将产氧与产气态氮结合起来。通过这样做，他们从环境中去除了生物可利用的氮。

卡夫说，“如果这种生活方式在海洋中广泛存在，无疑会迫使我们重新思考目前对海洋氮循环的认识。我的下一步是调查我们在世界各地不同海洋点缺氧水域的实验室培养物中看到了什么。”

她的研究小组已经在丹麦的马里亚格峡湾收集了样本，下一站是墨西哥和哥斯达黎加附近的水域。(100yiyao.com 100医疗网)

参考文献：

Beate Kraft等人。Science，2022，doi :10.1126/science . Abe 6733。

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