新发现：“铁锈呼吸”微生物可以拯救海洋
作者：BET356官网在线登录日期：2025/11/19 浏览：
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参考新闻报道 据美国《科学日报》网站11月9日报道，研究发现“铁锈呼吸”微生物可以帮助拯救地球海洋。由维也纳大学微生物学家马克·穆斯曼（Mark Mussmann）和亚历山大·洛伊（Alexander Loy）领导的国际研究小组发现了一种全新的微生物代谢类型。新发现的微生物，称为味噌细菌，可以通过氧化有毒硫化物来“呼吸”铁矿物质。科学家发现，有毒气体硫化氢与固体铁矿石之间的反应不仅是一种化学反应，而且是一种生物反应。在这条新发现的途径中，生活在海洋沉积物和湿地土壤中的微生物去除有毒的硫化物，并将其用作生长的能源。这些适应性细菌也可以发挥重要作用防止水生生态系统“死亡区”扩大的作用。上述研究成果近日发表在英国《自然》周刊上。碳、氮、硫和铁等基本元素在环境中的移动是通过所谓的生物地球化学循环进行的。这些变化是通过还原和氧化反应发生的，这些反应在空气、水、土壤、岩石和生物之间转移元素。由于这些循环调节温室气体，因此它们对地球气候和温度的平衡存在直接影响。微生物几乎驱动这些过程的每一步，利用硫和铁等物质进行呼吸，就像人类依靠氧气来代谢食物一样。硫和铁对于生活在海底、湿地和沉积物等缺氧栖息地的微生物群落尤其重要。硫可以以气体形式存在于大气中，以硫酸盐形式溶解在海水中，或锁定在矿藏中。铁，在日另一方面，根据氧气的进入情况，在不同的化学形式之间进行转换。微生物在处理硫的同时通常会改变铁的形态，从而在两种元素之间形成紧密的联系。这种耦合影响营养物质的循环以及二氧化碳和甲烷等温室气体的产生或浓度。了解这些联系有助于科学家预测自然系统将如何应对污染和全球变暖等环境变化。一些微生物在海洋沉积物、湿地和地下含水层等缺氧环境中产生恶臭的硫化氢。硫化物和氧化铁矿物（重要的铁锈）之间的相互作用有助于控制硫化物水平。过去，科学家认为这一过程仅发生在产生元素硫和硫化亚铁的化学反应中，硫化亚铁是一种黑色矿物质，使低氧海滩沙子呈现深色。该团队的研究结果揭示了一个新的微生物能源生产的一种形式称为 MISO。该过程与硫化物氧化中铁氧化物的浅化有关。与纯化学反应不同，MISO 直接产生硫酸盐，跳过了硫循环的中间步骤。穆斯曼还表示：“味噌细菌去除有毒硫化物有助于防止生活环境中所谓‘死亡区’的扩大，同时固定二氧化碳并促进植物等生长。”在实验室实验中，研究人员发现，微生物进行味噌反应的速度比通过化学手段进行相同反应的速度要快。这表明微生物可能是自然环境变化背后的主要力量。“多种细菌和古细菌拥有制作味噌的遗传能力，他们发现了多种天然人造味噌，”研究人员解释道。硫酸盐钻探活动可占全球硫化物钻探总量的7%。在影响地球元素的全球循环时，“洛伊总结道。” （编译/邱芳）
（审稿人：欧云海）
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