在黃石泉發(fā)現(xiàn)的一組全新的甲烷打嗝微生物

科學(xué)家自成立以來(lái)已經(jīng)過(guò)去了近一個(gè)世紀(jì)發(fā)現(xiàn)能夠向環(huán)境中噴射甲烷的單細(xì)胞生物。

雖然這些細(xì)菌的微觀表親占據(jù)了各種極端的棲息地——在數(shù)公里的冰層下、在沙漠的熱沙中、在深海的熱液噴口附近，以及在垃圾填埋場(chǎng)和廢水中——但它們都屬于古細(xì)菌王國(guó)內(nèi)的同一超門(mén)，稱(chēng)為Euryarchaeota.

事實(shí)證明，他們并不孤單。

大約十年前，在油田和溫泉周?chē)ぷ鞯目茖W(xué)家從未描述的微生物中發(fā)現(xiàn)了DNA，這表明它們可能產(chǎn)生甲烷氣體。與自1933年以來(lái)科學(xué)界已知的所有其他“產(chǎn)甲烷菌”不同，這些微生物嫌疑人不屬于Euryarchaeota。

“我們對(duì)這些生物體的了解只是它們的DNA，”說(shuō)蒙大拿州立大學(xué)的微生物學(xué)家Roland Hatzenpichler。

“從來(lái)沒(méi)有人見(jiàn)過(guò)這些所謂的產(chǎn)甲烷菌的細(xì)胞;沒(méi)有人知道他們是否真的使用了他們的產(chǎn)甲烷基因，或者他們是否是通過(guò)其他方式生長(zhǎng)的。

現(xiàn)在，兩個(gè)不同的研究團(tuán)隊(duì)，一個(gè)在中國(guó)工作，另一個(gè)在美國(guó)工作，已經(jīng)設(shè)法在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)了這些微生物，驗(yàn)證它們確實(shí)會(huì)產(chǎn)生甲烷。

其中兩只產(chǎn)生甲烷的原核生物被發(fā)現(xiàn)在美國(guó)黃石國(guó)家公園的溫泉中游泳。每個(gè)都屬于門(mén)熱蛋白瘤，這是 Euryarchaeota 的不同分支。

Hatzenpichler和他的同事培養(yǎng)的微生物之一屬于古細(xì)菌Methanomethylicia，該菌群在全球各種環(huán)境中都有發(fā)現(xiàn)。另一種屬于Methanodesulfokora，主要局限于溫泉和深海。

在實(shí)驗(yàn)中，兩組都通過(guò)將甲醇轉(zhuǎn)化為甲烷在無(wú)氧環(huán)境中茁壯成長(zhǎng)。

在距離黃石公園半個(gè)地球之外，由中國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沼氣研究所和荷蘭瓦赫寧根大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的另一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)也偶然發(fā)現(xiàn)了一種來(lái)自熱原生植物門(mén)的新型“產(chǎn)甲烷菌”。

他們?cè)谥袊?guó)的一個(gè)油田中發(fā)現(xiàn)了Methanosuratincolia，經(jīng)過(guò)多年的工作，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)微生物的能量代謝與甲烷的產(chǎn)生密切相關(guān)。

“我們的研究結(jié)果證實(shí)，產(chǎn)甲烷菌的多樣性超出了經(jīng)典的Euryarchaeota，”該團(tuán)隊(duì)總結(jié)在他們的論文中，該論文是與蒙大拿州的研究聯(lián)合發(fā)布的。

產(chǎn)甲烷菌負(fù)責(zé)因?yàn)樵诘厍蛏袭a(chǎn)生大部分甲烷，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)火山活動(dòng)。鑒于其中一些單細(xì)胞生物在全球范圍內(nèi)的廣泛分布，研究人員懷疑它們是我們星球甲烷排放和碳循環(huán)的關(guān)鍵因素。

幾十年來(lái)一直被忽視，我們對(duì)它們還有很多不了解的地方。例如，Thermoproteota 門(mén)中的微生物是否總是呼出甲烷？還是它們只在氧氣稀缺的極端環(huán)境中存在時(shí)才這樣做，例如溫泉或深海？

“我最好的賭注是，它們有時(shí)會(huì)通過(guò)制造甲烷來(lái)生長(zhǎng)，有時(shí)它們會(huì)完全做其他事情，但我們不知道它們何時(shí)生長(zhǎng)，如何生長(zhǎng)，或?yàn)槭裁瓷L(zhǎng)，”說(shuō)哈岑皮希勒。

“我們現(xiàn)在需要找出它們何時(shí)有助于甲烷循環(huán)，何時(shí)沒(méi)有。

關(guān)于黃石溫泉中發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)甲烷菌的兩項(xiàng)研究發(fā)表在自然界這里和這里.

中國(guó)某油田產(chǎn)甲烷菌研究發(fā)表于《自然界.

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