显微镜标本饮食！科学家发现一些细菌只能

大家好，这里是老上光显微镜知识课堂，在这里你可以学到所有关于显微镜知识，好的，请看下面文章： 新浪科技讯北京时间7月4日电，一些微生物已经进化出最终的饮食方法。他们不需要吃食物或氧气。他们只需要电来生存。
    
     这些微生物通常生活在泥泞的海底或河岸上。很容易找到：生物学家可以通过将一个电极插入沉积物中来引诱它们。最靠近电极的细菌甚至在它们的体内生长出线状结构，以便更远的微生物可以连接到实际上，这些细菌就像一个活的传输网络。
    
     我们都能从这个微生物传输网络中受益，它可以有效地解决有毒废物和其他环境污染问题。
    
     电动喂养的微生物听起来可能像科幻小说，但实际上它们并不像乍一看看起来那样行为奇特。
    
     地球上的任何生命，包括人类，如果想要生存，都必须利用它的能量。这种能量以电子、微小的负电荷粒子的形式存在，这些粒子产生电能。
    
     像地球上大多数生物一样，人类主要从食物中所含的糖中消耗电子。人类细胞中发生的一系列化学反应释放出最终流入氧气的电子，也就是我们吸入肺中的氧气。人体的CE。
    
     这意味着所有的生物都面临着同样的挑战。不管是单细胞细菌还是蓝鲸，你必须找到电子的来源，以及电子在体内释放和循环的地方。
    
     许多有机体生活在缺氧环境中，因此它们必须找到释放电子的其他方法。一些有机体使用呼吸金属代替氧气。
    
     1987年，德里克·洛夫利和他在马萨诸塞州立大学的实验室在华盛顿附近的波托马克河岸上意外地发现了这种细菌。
    
     这些细菌，称为Geobacter metallireducens，从有机化合物中获取电子并将它们转移到氧化铁中。换句话说，它们吃垃圾（包括乙醇），呼吸金属而不是氧气。
    
     当然，这种呼吸和我们通常说的不同。首先，细菌没有肺，所以它们把电子转移到细胞外的金属氧化物。
    
     它们通过一种特殊的头发如丝在细胞表面伸展来实现。这些丝像铜线一样起作用，可以导电，因此它们被称为微生物纳米线。
    
     硫还原菌可以利用大多数生物完全无法接近的能源。它们甚至可以有效地吃掉污染物。它们可以将泄漏的油中的有机化合物转化为二氧化碳，或可溶的放射性金属，如钚和铀，转化为不溶物。LE的形式，减少其对地下水的危害和发电过程中。
    
     事实上，有些人甚至认为，将来我们可以利用海藻、尿液、污水等废弃物为智能手机等微生物燃料电池装置提供动力，并将这些原料作为微生物的食物来源。RGY。
    
     1988年，在Lafley发现这种细菌一年后，南加州大学的微生物学家Kenneth Nealson发现了第二种发射电子的细菌。
    
     他正在研究纽约ODA湖的一种特殊现象。它含有锰，与空气中的氧气反应生成氧化锰。然而，尼尔森发现氧化锰并不像他预料的那么多，有些似乎消失了。最后，他发现主要的罪魁祸首。是Shewanella oneidensis。
    
     细菌在富氧的环境中呼吸氧气，但是在泥泞的湖岸上氧气稀少，因此它们将电子直接传递到氧化锰，氧化锰产生电流。当遇到铁和其他金属时，它们也会使用这种方法。
    
     这些细菌如何做到这一点一直是个谜，答案直到最近才显露出来。
    
     在显微镜下观察，湿婆星的外膜似乎有一些长长的、像头发一样的伸长。起初，人们认为这些细丝像铜丝一样用来导电，几乎和硫还原土壤细菌一样起作用。E长丝只有在实验室脱水后才具有导电性。
    
     不同于硫还原土壤细菌，湿婆似乎使用黄素转运分子和外膜中称为细胞色素的蛋白质将电子转移至细胞外。
    
     到目前为止，这篇文章只讨论了呼吸时产生电的细菌。但是研究人员发现，能够释放电子的微生物远远不止这些。
    
     大多数生物从碳水化合物中获取电子，一些细菌吃矿物质和岩石中的电子，就像它们直接从插座中获取电一样。
    
     尼尔森研究所的研究生安妮特·罗伊（Annette Rowe）在海底发现了六种细菌，这些细菌单独靠电就能生存。这六种细菌彼此非常不同，而且它们都不与苏云金芽孢杆菌和湿婆芽孢杆菌有任何相似之处。
    
     罗伊从加利福尼亚海岸外的卡特里娜港海底采集了沉积物样品，把它们带回实验室，并把电极插入其中。然后她调整了电极上的电压，看看沉积物中的细菌会吃掉电极上释放的电子还是会释放出电子。
    
     她发现当没有其他食物来源时，这些细菌很容易接受来自电极的电子。但在自然界中，这些细菌直接从海底的铁和硫中获得电子。
    
     后来，发现更多的细菌吃电子。事实上，如果你把一个电极插到地上，让它传输电子，很快电极就会充满进食的细菌。实验表明这些细菌要么吃电子，要么放电电子。
    
     科学家们希望找到一种细菌，这种细菌可以吃掉电子并释放电子，而且这种细菌可以在没有任何其他能量的情况下仅靠电力生存。
    
     Lafly说，科学家已经发现了这种细菌。苏云金杆菌的一些菌株可以直接将电子传递到电极上，并从电极上直接接收电子。
    
     在2015年，我们发现，电力和放电微生物实际上可以一起工作，相互之间传递电子，在生活中形成一个共同的传输网络。
    
     海床富含甲烷，当它们吃海藻和动物尸体时，微生物会释放出来。如果甲烷逃逸到大气中，会导致温室效应加剧。幸运的是，有一种细菌可以控制这种情况。
    
     不同的细菌或古细菌（古代的单细胞微生物，在很多方面与细菌非常相似）可以在甲烷到达表面之前共同作用来降解甲烷。
    
     马克斯·普朗克海洋微生物研究所的冈特·韦格纳对这一过程如何进行很好奇。他收集了细菌样本（这些细菌生活在海底60摄氏度），并将它们置于扫描电子显微镜下。
    
     在显微镜下，我们可以看到，这些细菌的细胞延伸出一些类似于电线的结果。虽然这些线只有几纳米宽，但它们是几微米长，比细胞本身的直径长得多。细菌似乎用这些纳米线来连接自己。古细菌
    
     这些古细菌以甲烷中的电子为食，将甲烷氧化成碳酸盐，然后通过纳米线将这些电子转移给其他细菌。最后，这些细菌将电子发射到硫酸盐中，并在这个过程中产生细胞所需的能量。
    
     研究人员已经鉴定出这些纳米线的基因。这些基因只有在甲烷被加入到细菌能量源中并在细菌和古生菌之间形成纳米线时才被激活。
    
     这两种微生物共同作用的方式是在数十亿年前形成的，当时地球的大气层中没有氧气。
    
     这个领域最有趣的发展之一就是电子在物种之间直接运动的概念。Lafley说，微生物彼此相连，共享电子，产生它们自己无法完成的化学反应。
    
     在实验室里，Lafley发现两株硫杆菌，G.metallireducens和G..urreducens，可以通过导电纳米线网络存活。
    
     电缆细菌生活在氧气稀少的海底或河床上。因为没有氧气，它们产生的电子就无处可去。为了解决这个问题，电缆细菌会相互连接形成一条长链。这样的链包含数百个细胞，长达几厘米。直到它们找到氧气为止。考虑到每种细菌的直径只有3或4微米，这是很遥远的距离。
    
     链中的种细菌，生活在缺氧环境中，从硫化物中获取电子，并将它们传递到下一种细菌，然后将电子传递到下一种细菌，直到电子释放到氧气中。
    
     这意味着原本生活在缺氧海底的细菌可以通过手获得氧气。这些细菌通过表面的脊状结构相连，也许他们正在使用这种结构在它们之间传递电子。
    
     一些细菌附着在导电金属上，例如富铁磁铁矿，它利用磁铁在它们之间传递电子。科学家们相信磁铁可以形成一条链将细菌和细菌与电连接起来。
    
     这些细菌所处的环境似乎超出了我们的想象，但是能够吞噬电子和呼吸金属的细菌本身却更为常见。
    
     例如，在将啤酒废料转化成甲烷的沼气池中发现了细菌。在沼气池中，苏云金芽孢杆菌可以直接将电子转移至另一种细菌，甲烷四乙酸甲酯，然后将电子转移至二氧化碳。
    
     当能量和食物稀缺时（在海底或地下深处很常见），单靠电子生存可以说是一个非常聪明的解决方案。这种方法不能提供足够的能量来维持生物的生长和竞争，但足以使它们存活。
    
     如果火星或欧罗巴等外星行星上存在生命，那么它们可能正面临着如此贫瘠的环境。当天体生物学家寻找外星生命的迹象时，它们可能对这些食电和放电细菌感兴趣。
    
     不管我们能否找到这样的外星生命，地球上的食电细菌和放电细菌仍然是一个重大发现。我们所要做的就是给它们提供一个电极，使它们能够吸收电子，并且它们能从有毒废物、漏油和核废料中获得电子。在这个过程中清理我们的垃圾和发电。
    
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