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中荷德三国科学家发现新微生物 或掀起污水处理界的又一革命

2016-10-31 14:08
魏丁小陆
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  世上居然有靠吃沼气和铁锈生存的细菌?!而且还就在你家门口的小河涌里?

  小编这么说,虽有哗众取宠的标题党之嫌,但其实也是经过深思熟虑的赚眼球之举——微生物学家一直猜测有能“吃”甲烷和三价铁的微生物的存在,却无法证明他们的猜想…直到今年,荷兰奈梅亨的Radboud大学、德国不莱梅的马普所(Max Planck Institute)和慕尼黑的亥姆霍兹慕尼黑中心的联合团队终于发现了一种能还原铁和氧化甲烷的微生物。而它可能是控制全球温室气体排放的重要生物。

  这个伟大发现背后的生物反应器 (图源: Boran Kartal)他们的研究成果于10月24日发布在科学期刊《美国科学院院报》(PNAS-Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)上。其中的一位第一作者来自中国,叫Baoli Zhu,他的履历写满了北大、中科院以及荷兰、德国著名高校的足迹,小编不得不投以崇拜的目光和真诚的掌声。

  大家可能知道,可能不知道,甲烷是一种比二氧化碳还要强25倍的温室气体(另外一种说法是72倍)。毫不夸张地说,我们人类肉眼看不见的微生物掌控着甲烷循环再生,也就是说它们对全球温室气体的平衡影响重大。位于荷兰和德国的研究者们发现了一种古生菌(archaeon),一种不同于细菌(bacteria)的古老原核生物(prokaryotes)的分支,能借助三价铁(ferric)将甲烷转化成二氧化碳。

  不信?小编列个化学式给您看看,标准吉布斯自由能可是一个大大的负值:

  这篇文章两位第一作者Katharina Ettwig和Baoli Zhu对这个发现的重要性如此评价道:在这个过程当中,还原成二价态的铁能供其他细菌的新陈代谢所用。可以说,这个新发现的微生物是影响了铁循环、甲烷循环的能量梯级(energy cascade)传递的起点。

  荷兰人又将掀起污水处理界的又一革命?

  这种新发现的古生菌,除了能吃铁,它的八宝袋里还藏着其他魔法——它们能将硝态氮转化氨氮,后者是著名的厌氧氨氧化菌(Anammox)最爱吃的食物了,而Anammox菌能将氨氮在厌氧环境下转化为氮气。“这跟污水处理拉上了关系,”该研究团队的成员Boran Kartal如此评价。这位微生物学家刚从荷兰的Radboud University搬到德国不莱梅的马普所。“如果一个生物反应器里包含了厌氧条件下的厌氧甲烷氧化菌(AMO)和厌氧氨氧化菌(Anammox),那么这个反应器就能同时将污水中的氨氮、甲烷和氮氧化物转化成无害的氮气和二氧化碳,这对全球变暖意义重大,” Boran跟大家描绘了这个菌种在污水处理的应用前景。

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