電纜細(xì)菌以前所未有的效率吸入氧氣

十年前，丹麥奧胡斯大學(xué)的研究人員報告發(fā)現(xiàn)了一厘米長的電纜細(xì)菌，這種細(xì)菌通過將電流從一端傳導(dǎo)到另一端而生存?，F(xiàn)在，研究人員已經(jīng)記錄了一些細(xì)胞在消耗大量氧氣的情況下運行，而另一些細(xì)胞在沒有氧氣的情況下加工食物和生長。杰出的生活方式。

我們需要食物和氧氣來生存。

現(xiàn)在，假設(shè)氧氣只在山頂發(fā)現(xiàn)，食物只在山谷中發(fā)現(xiàn)。這就是生活在海洋和湖泊底部的電纜細(xì)菌的樣子。對它們來說，氧氣只能在底部最外層的表面獲得，而食物被埋在地下幾厘米處。

生物系

“盡管其他生物試圖通過上下移動氧氣和食物來解決這個問題，但電纜細(xì)菌已經(jīng)開發(fā)出了電線。吃食物時，它們會產(chǎn)生電子，并通過‘生物線’將其送到地面，以減少上覆水中的氧氣?！钡湂W胡斯大學(xué)電子微生物中心主任拉斯皮特尼爾森說。

電纜細(xì)菌由許多排成一行的細(xì)胞組成。它可以有幾厘米長，細(xì)胞被包裹在一個普通的外套里，里面的電線被拉伸。

研究人員將電纜細(xì)菌放在一個透明的小房間里。中間，細(xì)菌可以觸碰到裝滿食物的厭氧泥，而氧氣則從邊緣擴(kuò)散。就在氧氣耗盡的地方，許多單細(xì)胞細(xì)菌形成了一個獨特的前沿。在這個特殊的位置，它們試圖同時從兩側(cè)捕獲食物和氧氣。

Stefano Scilipoti博士解釋說：“在顯微鏡下，我觀察到單根電纜中的細(xì)菌是如何通過其前端進(jìn)入其末端并將氧氣帶入該區(qū)域的?！眾W胡斯大學(xué)電子微生物學(xué)中心的學(xué)生和主要發(fā)現(xiàn)者。

不到10%的細(xì)胞在“呼吸”

Scilipoti觀察了單細(xì)胞細(xì)菌如何扭曲單細(xì)胞游動細(xì)菌的前端。細(xì)菌吸收了如此多的氧氣，以至于單細(xì)胞細(xì)菌不得不移動到更靠近腔室邊緣的地方，以維持呼吸所需的氧氣供應(yīng)。電纜細(xì)菌只能將少數(shù)細(xì)胞浸入氧氣中，變形的程度(實驗室術(shù)語中稱為“碰撞”)使它們能夠計算出消耗了多少氧氣。

“只有不到10%的電纜細(xì)菌細(xì)胞消耗氧氣，但它們的耗氧速率與生物學(xué)中已知的最高速率相匹配。這是因為電纜細(xì)菌在與氧氣接觸的細(xì)胞和與細(xì)菌接觸的細(xì)胞之間流動電流。處理食物的細(xì)胞。因此，消耗氧氣的細(xì)胞只能專注于這項任務(wù)，而其他細(xì)胞消化食物并產(chǎn)生新的細(xì)胞?！盨cilipoti說。

電纜機(jī)

細(xì)菌的祖先沒有氧氣。厭氧菌，如你所說。對于這些細(xì)菌來說，氧氣是有毒的，長期接觸最終會導(dǎo)致它們死亡。然而，隨著與氧氣電連接的發(fā)展，電纜細(xì)菌可以在不將許多細(xì)胞暴露在氧氣壓力下的情況下探索氧氣的呼吸強(qiáng)度，從而獲得最佳的氧氣(更多的能量)并避免剩余的氧氣(對細(xì)胞的損傷)。

在電子微生物學(xué)的中心，人們一直在努力探索實現(xiàn)這種獨特的電子生命形式的特殊機(jī)制。

該研究發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。

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