全球海洋吸收了约25%释放到大气中的二氧化碳。
一项新研究称，被称为光铁营养细菌的“吃电”细菌可能助力这一过程，有助于减少排放。
该研究发现，这些细菌可以“吃”电，并在此过程中吸收和锁存导致气候变暖的二氧化碳。
研究发现，生长在微咸沉积物中的细菌可以“吃”电，并在此过程中吸收和锁存导致气候变暖的二氧化碳。
全球海洋吸收了约25%的二氧化碳，这些二氧化碳释放自化石燃料燃烧时排放到大气中。据该研究，被称为光铁营养细菌的“吃电”细菌可能为这一至关重要的过程提供助力。
这种不寻常的能力此前被认为几乎只存在于淡水细菌中，但可能在海洋细菌中也很常见。
“这些微生物正在固定和封存二氧化碳，它们既能‘吃’电，也能进行光铁营养作用，”研究负责人、圣路易斯华盛顿大学生物学助理教授Arpita Bose表示。“光铁营养菌利用可溶性铁作为光合作用的电子来源，同时固定二氧化碳。海洋环境非常适合它们生存，因为其中富含它们所需的众多物质。
“我们对这些微生物感兴趣，是因为它们在碳封存方面的作用，”她说。“也许这些微生物能在应对气候变化方面发挥重要作用。”
科学家于20世纪90年代分离出的首批光铁营养细菌来自淡水生态系统。此前仅发现两种海洋光铁营养细菌，但这些细菌很难在实验室环境中存活。
“这在很大程度上阻碍了对海洋光铁营养细菌的研究，”Bose表示。
在这项新工作中，Bose回到了她最喜爱的细菌采集地之一，即马萨诸塞州的伍兹霍尔以及特伦克河河口。在那里，她和团队成员分离出15株新的常见海洋不产氧光合细菌，Rhodovulum sulfidophilum。
“我们发现，所有Rhodovulum菌株都具备光铁营养能力，我们以AB26为代表菌株，证明它也能消耗电能，”Bose表示。
在实验室中，这些细菌能够直接从电源获取电子；在自然环境中，它们很可能通过海洋沉积物中自然富集的铁锈和其他铁矿物获取电子。
随后，科学家对其中一株菌株进行了额外测试，以进一步阐明细菌直接消耗电子所采用的途径。一种此前未知的电子转移蛋白似乎是这一过程的关键，但仍需开展更多研究，才能具体阐述其分子机制。
“不产氧光合细菌，如Rhodovulum sulfidophilum，广泛分布于海洋生态系统中，”加州大学伯克利分校博士后研究员、本项新研究的共同第一作者Dinesh Gupta表示。
“这项研究首次探索了它们能否将不溶性/固相物质用作电子供体，以及这种电子摄取过程是否可能与海洋中的碳封存或二氧化碳固定相关联。”
由于这些细菌在海洋沉积物中已经普遍且繁衍旺盛，Bose表示，它们可能已经掌握了未来应对气候变化的工程化方法的关键。
“我们需要了解它们在自然界中能够进行的碳封存程度，因为这可能是一种隐秘的代谢途径，”Bose表示。“我们还可以进一步增强这一能力，既服务于生物技术，也服务于环境。这项研究是重要的一步，为未来的诸多研究奠定了基础。”
该研究发表于ISME Journal。
来源：圣路易斯华盛顿大学
