世界上最神奇的細菌 食電細菌以電為食或將成為新能源
細菌這種微生物是我們肉眼無法分辨的,但是有些性質卻是我們在意的,就像世界上最神奇的細菌——食電細菌,它們的食物是電!更準確的來說是電子,但不管怎么說,這讓我們對細菌的認識再次改觀,要知道電子幾乎是無處不在的,而如果這項技能被人類使用,那將真的成仙了。
食電細菌或將成為新的能源
因為細菌是單細胞微生物,用肉眼無法看見,需要用顯微鏡來觀察。有一種細菌與地球上的其他任何生命都不同,這種細菌靠最純形式的能量——電子為生,它們吃的、呼吸的都是電子,因此取名為食電細菌,也被稱之為微生物納米線。
食電細菌形狀、大小各不相同。幾年前,生物學家發(fā)現有些食電細菌長出了毛發(fā)狀的細絲,就像電線,能在細胞和它們的環(huán)境中來回傳輸電子。他們把這種電細菌叫做“微生物納米線”。目前已知的食電細菌有兩種:希瓦氏菌和地桿菌。它們能用一點電液吸引更多巖石和深海泥漿中的電子。研究人員在電池的電極上培養(yǎng)這種細菌,結果發(fā)現,從本質上說,這種生物吃入的和排出的都是電。
對這種食電細菌,人們也不用太吃驚,因為生命本來就是電子流,尼爾森說:“你吃入糖,攝入了過量電子,你呼吸氧氣,再把多余的電子排出去。”我們的細胞分解糖,電子流經一系列復雜的化學反應最終與缺乏電子的氧結合。在這一過程中,細胞合成了三磷腺苷酸(ATP)。ATP是幾乎所有生命中都有的一種貯存能量的分子。
電子循環(huán)是合成ATP的關鍵步驟。“生命非常聰明。它能算出怎樣從我們吃的食物中吸出電子,控制電子平衡。”尼爾森說。在大部分生命中,身體把電子“打包”在分子中,攜帶它們安全地通過細胞,再交給氧氣。食電細菌的發(fā)現表明,某些最基本的生命形式可以省去作為中介的糖,直接利用最純的能量形式——電子,從礦物表面收集。“這是真正的外來物種。從某種意義上說,這就是異形。”尼爾森說。
對于下一階段的實驗,紐約倫塞勒工學院微生物學家尤利·喬拜說,細菌應該不是在一個電極上生長,而是在兩個電極之間生長。這些細菌能從一個電極上很快吃下電子,并在另一個電極上釋放電子,所以它們可以作為一種能源。朝夕網 m.140401.com原創(chuàng)不易,請大佬高抬貴手!
喬拜相信,人們會很快發(fā)現既能吃下電子,又能呼出電子的細菌細胞。“一種生長在兩個電極之間的食電細菌,事實上就能將自身生命永遠維持下去,只要沒什么東西來吃它或破壞它的話。從理論上說,我們能把這種生物永遠養(yǎng)著。”美國國家航空航天局也對這些地下生命很感興趣,因為這種生物通常只需要極少能量就能生存,它們代表著太陽系中的另一種生命模式。
在地球上,食電細菌也有著實際的用途,比如創(chuàng)造用于清潔下水道或地下污水的生物機器,它們能從環(huán)境中獲取自身所需的能量。尼爾森將這種生物機器稱為自供電有用設備(SPUDs)。“對食電細菌來說,所需的能量是維持生命,維持生存。”喬拜說。在這一狀態(tài)下,細胞不能生長或繁殖,但還能修復細胞器。比如改變實驗電壓,從細胞上榨取能量,以找到這個最小絕對值。
本文系作者授權本站發(fā)表,未經許可,不得轉載。