对于地球上的大多数生命来说,氧气是必不可少的,而通常需要阳光来产生氧气。 但令人兴奋的是,研究人员发现了一种常见的海洋微生物,它打破了所有规则。
科学家发现一种叫做亚硝草属海上它的一些近亲,称为氨氧化古菌(AOA),能够通过自身产生氧气在黑暗、缺氧的环境中生存。 他们使用以前从未见过的生物过程来做到这一点。
虽然之前已经确定这些微生物可以生活在缺氧的环境中,但尚不清楚它们在那里会做什么? 以及他们是如何活到今天的。 这就是这项新研究背后的灵感。
“这些家伙在海洋中确实非常丰富,它们在氮循环中发挥着重要作用,”微生物学家贝亚特·克拉夫特说,来自南丹麦大学。
“为此,它们需要氧气,因此,为什么它们在没有氧气的水域中也非常丰富,这一直是一个长期存在的谜题。我们想,它们是否只是在那里闲逛而没有任何功能?它们是某种幽灵细胞吗? ?”
从海洋中收集一桶海水,每五个细胞中就有一个是这些生物体? 这就是它们的普遍性。 在这里,研究人员将微生物从自然栖息地移走,并将它们转移到实验室。
研究小组想要仔细研究当所有可用的氧气都消失并且没有阳光来产生新的氧气时会发生什么。 同样的情况发生在海事号从富氧水域转移到贫氧水域。
他们发现了一些意想不到的东西:微生物产生自己的氧气来产生亚硝酸盐,并副产品氮气(二氮)。
“我们看到它们如何耗尽水中的所有氧气,然后令我们惊讶的是,几分钟之内,氧气含量又开始增加,”地球生物学家唐·坎菲尔德说,来自南丹麦大学。 “这非常令人兴奋。”
目前,研究人员还不确定微生物是如何实现这一把戏的,而且产生的氧气量似乎相对较少(仅够它们自身生存)? 但它看起来确实与我们已经知道的少数没有阳光的氧气过程不同。
新途径确实表明,氧气的产生海事号与其产生气态氮有关。 微生物以某种方式将氨(NH3)转化为亚硝酸盐(NO2-)? 他们用来代谢能量的过程? 在缺氧的环境中。
反过来,这需要他们自己制造氧气,研究小组检测到了氧气的痕迹,以及副产品氮气(N2)。
这个过程从环境中去除生物可利用的氮 ? 这是氮循环中的一个新问题支撑所有生态系统。 这一发现可能会产生“深远”的影响,需要更多的调查。
“如果这种生活方式在海洋中广泛存在,它肯定会迫使我们重新思考我们目前对海洋氮循环的理解,”卡夫说。
“我的下一步是调查我们在世界各地不同海洋点的缺氧水域的实验室培养物中看到的现象。”
该研究发表于科学。