科学家偶然发现了第一个已知的以锰为燃料的细菌

新发现的细菌利用锰来生长，将金属转化为大约半毫米宽的氧化锰块，如这张彩色扫描电子显微照片所示。科学家们发现了已知的第一种使用金属锰生长的细菌。研究人员只需要看办公室水槽就可以了。

“这绝对是一个关于机缘巧合的有趣故事，”加州理工学院的环境微生物学家JaredLeadbetter说。他和同为加州理工学院环境微生物学家的HangYu在7月16日的《自然》杂志上报告了他们的偶然发现。

Leadbetter一直在研究玻璃罐中一种名为碳酸锰的粉红色化合物。在清理罐子时遇到麻烦后，他用自来水装满并浸泡。10周后，当他在外地任教后回来时，罐子里的东西已经变成了一种黑色的硬壳材料。

利百特知道，科学家们长期以来一直怀疑细菌可以利用锰来促进生长。一个多世纪前，研究人员发现细菌可以从氮、硫、铁和锰等化学元素中借用电子。在某些情况下，细菌甚至可以利用这些电子来促进生长，就像人类利用饮食中碳水化合物中的电子获取能量一样。但是没有人发现可以将电子从锰转化为能量的细菌。

当细菌确实从锰中借用电子时，它们会将金属转化为一种称为氧化锰的深色物质。地球上到处都有氧化锰——从地壳中的沉积物到海底再到饮用水。而且，事实证明，在Leadbetter的玻璃罐中。

他想知道氧化他的锰的细菌是否可能是真正利用锰生长的难以捉摸的物种。“也许我最好不要把它倒进水槽，”他想。

Leadbetter和Yu首先在罐子里鉴定出大约70种细菌，这些细菌很可能来自自来水。然后，两人分离出两种细菌，当它们一起存在时，会产生氧化锰。给予碳酸锰，这些细菌呈指数倍增。随着细菌数量的增加，氧化锰的产生率也随之增加，这表明细菌正在使用锰作为燃料。

该团队将新发现的物种命名为“CandidatusManganitrophusnoduliformans”和Ramlibacterlithotrophicus。研究人员还不知道每个物种的确切作用。两者都可能是锰产生能量不可或缺的一部分，或者其中一个可能是主要驱动力。

布莱克斯堡弗吉尼亚理工大学的环境科学家艾米·普鲁登(AmyPruden)说，这些发现可以帮助研究人员管理污染饮用水的氧化锰，她没有参与这项研究。“既然我们知道锰氧化剂是谁，我们就可以开始在饮用水系统中寻找它们，也许我们可以找到更好的控制方法。”

Leadbetter怀疑类似的细菌也可能是造成海底葡萄柚大小的氧化锰球的原因，这些氧化锰球于1870年代首次被发现，这让科学家们感到困惑。他想在那里和其他地方寻找更多使用锰作为能量的细菌的例子。

“让我们看看能否在其他环境中找到这些生物，”Leadbetter说。“不只是我的水槽。”

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