您當前的位置 :環球傳媒網>科技 > 正文
奇妙自然界!肉眼看不見的微生物竟能產生純碳物質
2021-10-29 10:27:33 來源:前瞻網 編輯:

地球上的生命是以碳為基礎的,在進化的過程中,生物體已經學會了形成和處理大量不同的碳化合物。碳是大多數生物生產有機化合物的基石,如蛋白質、碳水化合物、脂肪和DNA。所有這些化合物除了碳之外,還含有許多其他元素,包括氫、氮和氧。

元素碳是由地球上的有機碳化合物在沒有生物影響的情況下形成的,高溫和高壓的條件驅逐了所有其他元素,如氫和氮。

例如,地下深處的木材在高溫下首先成為煤,然后隨著壓力和溫度的增加,形成無煙煤和石墨等碳含量極高的形式,這些都是碳的結晶形式。當木材、天然氣或石油被燃燒時,會形成煙塵,主要由無定形的碳形式組成。以前人們不知道生物體本身也能產生元素碳。

15年以來,德國不來梅(Bremen)的科學家一直在培養那些在沒有氧氣的情況下,消耗甲烷以產生它們所需能量的微生物,這些是與細菌伙伴共生的古細菌。對于任何一個伙伴來說,從這一過程中都不能獲得太多的能量,因此,聯合體的生長,其翻倍時間為幾個月,這對微生物來說是非常長的時間。

研究人員曾注意到,這些微生物聯合體的顏色異常深,幾乎是黑色的。在早期階段,這種黑色物質的一部分已經被描述為金屬硫化物。這些是由被添加到培養基中的鐵和伙伴細菌產生的硫化物所形成。

研究人員一直在尋找新的生物分子及其功能。作為研究工作的一部分,他們使用有機溶劑從實驗室的標本中提取了甲烷氧化培養物,發現殘留的黑色物質不能被強酸或強堿所溶解。

研究人員表示,起初并不知道這種黑色物質是什么,然后用其他方法將該材料作為一個固相進行分析,發現它幾乎是純碳。它以一種高度無序的形式存在,被稱為無定形碳。

這種元素碳是從哪里來的?該小組排除了純化學來源的可能性。然后,用同位素標記的碳給培養物喂食,然后可以在分解過程中進行追蹤,并分析了形成的碳。研究人員表示,從分析中能夠證明,甲烷氧化古菌確實能形成元素碳。

接下來,研究人員調查了與甲烷氧化者密切相關的甲烷形成或產甲烷古菌。盡管程度不一樣,但這些群體中有許多也產生了元素碳。

研究中也發現了許多問題,例如,這種碳是如何形成的?元素碳的形成通常需要高壓和高溫,但這兩點在培養物中都不存在。

研究人員認為,這種由生物體形成的元素碳對科學界來說是全新的,古細菌中一定有以前完全未知的反應在進行。在自然界中,有多少元素碳是由微生物形成的,這也是未知的。

題為Biogenic formation of amorphous carbon by anaerobic methanotrophs and select methanogens的相關研究論文發表在《科學進展》(Science Advances)上。

分享到:
版權和免責申明

凡注有"環球傳媒網"或電頭為"環球傳媒網"的稿件,均為環球傳媒網獨家版權所有,未經許可不得轉載或鏡像;授權轉載必須注明來源為"環球傳媒網",并保留"環球傳媒網"的電頭。

Copyright ? 1999-2017 cqtimes.cn All Rights Reserved 環球傳媒網-重新發現生活版權所有 聯系郵箱:8553 591@qq.com
日韩欧精品无码视频无删节