微生物學家發現一種新細菌以錳為食

作者 | 發布日期 2020 年 07 月 20 日 21:12 | 分類 生物科技 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


地球上充斥著各式各樣的細菌,這些微小生物與日常生活充滿密切關連,但至今人們對細菌的種類及其影響仍未完全掌握,加州理工學院(Caltech)微生物學家近日就偶然發現了一種全新細菌,做著科學家從未見過的事情:吃金屬。

據了解,這種新細菌的發現完全純屬偶然。

數個月前,加州理工學院環境微生物學教授 Jared Leadbetter 用錳進行了一項實驗,實驗結束後,他將裝有錳的廣口瓶浸泡在水槽的自來水中就離開了,幾個月後當他再度回到實驗室,卻發現瓶子看起來完全不同。

據 Leadbetter 的說法,廣口瓶的瓶口有著深色髒污,他懷疑長期以來觀察的微生物可能是造成這種情況的主因,因此決定更詳細地深入研究,進過諸多測試之後,答案也隨之出爐。

深色髒污實際上是一層錳氧化物,由新發現的細菌所產生。在最新一期的《自然》(Nature)期刊中,團隊還發現這種細菌所做的不僅是消耗金屬,也會利用錳進行化學合成,將二氧化碳轉化為生物質(biomass),證實過去研究者對於細菌、真菌可能利用錳或電子來推動生長的推測。

儘管許多科學家都致力於細菌研究,但這是有史以來第一次發現以金屬為食的細菌,研究人員推測,這些細菌很可能來自廣口瓶所浸入的自來水,同時有證據顯示,這些細菌也存在於地下水中,這解釋了一些科學家長久以來的疑問。

錳是地球表面上最豐富的元素之一,其氧化物在自然界中很常見,但同時在配水系統中也經常可以見到,環境工程學中有許多探討飲用水與錳氧化物間的研究,但直到現在為止,這種物體產生的方式和原因都是一個謎。

除此之外,類似細菌可能也是造成海底出現多金屬結核(Polymetallic nodules)的原因。

這種由海底岩石凝固的物體早在 1870 年就已被發現,在全球許多海洋底部都可以看到,由於多金屬結核中經常含有稀有金屬,近年來,礦業公司一直在計劃收集、開發多金屬結核,但由於對其形成一無所知,才遲遲並未展開太多行動。

如今看來,細菌很可能正是多金屬結核的製造者。團隊認為,這種微生物可能已經存在了一個多世紀以上,直到今日才首次被人發現。

這項發現大幅增加了人們對地球元素的理解,以及錳在參與地球生命演化中所扮演的多種角色,團隊計畫進一步了解新細菌在錳氧化過程中的作用,並研究在淡水中發現相似的微生物是否也有同樣功能,「在透過採礦將多金屬結核徹底清除前,有必要更好的去了解它」。

(首圖來源:Hang Yu/Caltech

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