新發(fā)現(xiàn)的細菌利用錳來生長，將金屬轉(zhuǎn)化為大約半毫米寬的氧化錳塊，如這張彩色掃描電子顯微照片所示?？茖W家們發(fā)現(xiàn)了已知的第一種使用金屬錳生長的細菌。研究人員只需要看辦公室水槽就可以了。
“這絕對是一個關(guān)于機緣巧合的有趣故事，”加州理工學院的環(huán)境微生物學家JaredLeadbetter說。他和同為加州理工學院環(huán)境微生物學家的HangYu在7月16日的《自然》雜志上報告了他們的偶然發(fā)現(xiàn)。
Leadbetter一直在研究玻璃罐中一種名為碳酸錳的粉紅色化合物。在清理罐子時遇到麻煩后，他用自來水裝滿并浸泡。10周后，當他在外地任教后回來時，罐子里的東西已經(jīng)變成了一種黑色的硬殼材料。
利百特知道，科學家們長期以來一直懷疑細菌可以利用錳來促進生長。一個多世紀前，研究人員發(fā)現(xiàn)細菌可以從氮、硫、鐵和錳等化學元素中借用電子。在某些情況下，細菌甚至可以利用這些電子來促進生長，就像人類利用飲食中碳水化合物中的電子獲取能量一樣。但是沒有人發(fā)現(xiàn)可以將電子從錳轉(zhuǎn)化為能量的細菌。
當細菌確實從錳中借用電子時，它們會將金屬轉(zhuǎn)化為一種稱為氧化錳的深色物質(zhì)。地球上到處都有氧化錳——從地殼中的沉積物到海底再到飲用水。而且，事實證明，在Leadbetter的玻璃罐中。
他想知道氧化他的錳的細菌是否可能是真正利用錳生長的難以捉摸的物種。“也許我最好不要把它倒進水槽，”他想。
Leadbetter和Yu首先在罐子里鑒定出大約70種細菌，這些細菌很可能來自自來水。然后，兩人分離出兩種細菌，當它們一起存在時，會產(chǎn)生氧化錳。給予碳酸錳，這些細菌呈指數(shù)倍增。隨著細菌數(shù)量的增加，氧化錳的產(chǎn)生率也隨之增加，這表明細菌正在使用錳作為燃料。
該團隊將新發(fā)現(xiàn)的物種命名為“CandidatusManganitrophusnoduliformans”和Ramlibacterlithotrophicus。研究人員還不知道每個物種的確切作用。兩者都可能是錳產(chǎn)生能量不可或缺的一部分，或者其中一個可能是主要驅(qū)動力。
布萊克斯堡弗吉尼亞理工大學的環(huán)境科學家艾米·普魯?shù)?AmyPruden)說，這些發(fā)現(xiàn)可以幫助研究人員管理污染飲用水的氧化錳，她沒有參與這項研究。“既然我們知道錳氧化劑是誰，我們就可以開始在飲用水系統(tǒng)中尋找它們，也許我們可以找到更好的控制方法。”
Leadbetter懷疑類似的細菌也可能是造成海底葡萄柚大小的氧化錳球的原因，這些氧化錳球于1870年代首次被發(fā)現(xiàn)，這讓科學家們感到困惑。他想在那里和其他地方尋找更多使用錳作為能量的細菌的例子。
“讓我們看看能否在其他環(huán)境中找到這些生物，”Leadbetter說。“不只是我的水槽。”
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