海底超级有机体用电来锁定温室气体


作者:Rachel David在海洋的深处,生命的两个不同领域,细菌和古细菌之间的界限似乎模糊不清这些微生物一起栖息在海底沉积物中,形成广泛的电网,最终使它们能够氧化海洋中的甲烷该过程确保大量的这种温室气体不会释放到大气中但是,这种微生物伙伴关系如何在无氧条件下成功实现这一目标几十年来一直是个谜德国不来梅马克斯普朗克海洋微生物研究所的Antje Boetius说:“疯狂的是,由于这些财团,我们的地球就是这样” “我们的气候取决于他们”两项研究,一项由Boetius领导,另一项由Pasadena的加州理工学院的Victoria Orphan领导,似乎解决了这个问题细菌形成微小的纳米线与古细菌连接 - 这样就可以实现互利的过程对于像我们这样的好氧生物,食物在氧气存在下“燃烧”以产生能量但对于生活在没有氧气的深度的微生物来说,这不是一个选择这些细菌基本上与硫酸盐而不是氧气做同样的事情所发生的事情是,古细菌分解甲烷的能量,但他们需要一个地方来倾倒这个解放的电子它们将电子转移到细菌中,将细菌添加到硫酸盐中这使细菌产生ATP,即细胞的能量“货币”通过合作,两者都可以从既不能自己实现的反应中获益对于Boetius来说,当他们发现如何使用电子显微镜观察纳米线时,取得了突破 “他们很少,很好,他们只能在特定条件下看到,”她说虽然Orphan的团队没有检测到纳米线,但他们能够排除电子只是通过环境进行交换的可能性 Boetius表示,使用纳米线传输电能可以使微生物生长得比间接交换微生物更快丹麦奥胡斯大学的微生物学家Lars Peter Nielsen说,这一发现令人兴奋,因为它解释了出现分离的生物如何能够交换电能纽约伦斯勒理工学院的地质学家Yuri Gorby表示,纳米线的图像非常引人注目,尽管在进行直接测量之前他仍然保持谨慎,宁愿称它们为“线状物”但戈尔比说,它们也增加了不断增长的有机体供电或输电的生物清单,所有这些都似乎以不同的方式实现了这一目标他说:“我们刚刚开始了解世界上第一批电工生活的表面” “我们最好习惯它 - 电子可能是许多微生物相互作用的关键因素,”尼尔森表示赞同 Boetius说,微生物通过纳米线紧密地结合在一起,甚至无法将它们分开她的团队正在计划研究古菌和细菌是否在某些时候实际交换了基因,包括那些涉及电子转移的基因这将提供关于它们是否共同进化的线索,但也突出了它们在新陈代谢和它们彼此之间茁壮成长的能力之间的真实区别的问题尼尔森说:“这些微生物菌群在许多方面都表现为超级生物,但合作伙伴也是独立的物种,所有这些物种都需要从整个过程中获益才能使其具有可持续性”戈尔比认为这些社区是微生物组织而不是超级有机体他说:“数以万亿计的个体细胞之间的电气连接,每个细胞都在编排自己完整的代谢网络 - 对我而言,这是一个改变游戏规则的因素”期刊参考:Boetius等人的研究:Nature,DOI:10.1038 / nature15733; Orphan等人的研究:Nature,DOI:10.1038 / nature15512阅读更多:“电线:你脚下的电动超级有机体”(图片来源:Gary John Norman / Getty)关于这些主题的更多信息:
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