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电缆细菌以前所未有的效率吸入氧气

导读十年前,丹麦奥胡斯大学的研究人员报告发现了一厘米长的电缆细菌,这种细菌通过将电流从一端传导到另一端而生存。现在,研究人员已经记录了

十年前,丹麦奥胡斯大学的研究人员报告发现了一厘米长的电缆细菌,这种细菌通过将电流从一端传导到另一端而生存。现在,研究人员已经记录了一些细胞在消耗大量氧气的情况下运行,而另一些细胞在没有氧气的情况下加工食物和生长。杰出的生活方式。

我们需要食物和氧气来生存。

现在,假设氧气只在山顶发现,食物只在山谷中发现。这就是生活在海洋和湖泊底部的电缆细菌的样子。对它们来说,氧气只能在底部最外层的表面获得,而食物被埋在地下几厘米处。

生物系

“尽管其他生物试图通过上下移动氧气和食物来解决这个问题,但电缆细菌已经开发出了电线。吃食物时,它们会产生电子,并通过‘生物线’将其送到地面,以减少上覆水中的氧气。”丹麦奥胡斯大学电子微生物中心主任拉斯皮特尼尔森说。

电缆细菌由许多排成一行的细胞组成。它可以有几厘米长,细胞被包裹在一个普通的外套里,里面的电线被拉伸。

研究人员将电缆细菌放在一个透明的小房间里。中间,细菌可以触碰到装满食物的厌氧泥,而氧气则从边缘扩散。就在氧气耗尽的地方,许多单细胞细菌形成了一个独特的前沿。在这个特殊的位置,它们试图同时从两侧捕获食物和氧气。

Stefano Scilipoti博士解释说:“在显微镜下,我观察到单根电缆中的细菌是如何通过其前端进入其末端并将氧气带入该区域的。”奥胡斯大学电子微生物学中心的学生和主要发现者。

不到10%的细胞在“呼吸”

Scilipoti观察了单细胞细菌如何扭曲单细胞游动细菌的前端。细菌吸收了如此多的氧气,以至于单细胞细菌不得不移动到更靠近腔室边缘的地方,以维持呼吸所需的氧气供应。电缆细菌只能将少数细胞浸入氧气中,变形的程度(实验室术语中称为“碰撞”)使它们能够计算出消耗了多少氧气。

“只有不到10%的电缆细菌细胞消耗氧气,但它们的耗氧速率与生物学中已知的最高速率相匹配。这是因为电缆细菌在与氧气接触的细胞和与细菌接触的细胞之间流动电流。处理食物的细胞。因此,消耗氧气的细胞只能专注于这项任务,而其他细胞消化食物并产生新的细胞。”Scilipoti说。

电缆机

细菌的祖先没有氧气。厌氧菌,如你所说。对于这些细菌来说,氧气是有毒的,长期接触最终会导致它们死亡。然而,随着与氧气电连接的发展,电缆细菌可以在不将许多细胞暴露在氧气压力下的情况下探索氧气的呼吸强度,从而获得最佳的氧气(更多的能量)并避免剩余的氧气(对细胞的损伤)。

在电子微生物学的中心,人们一直在努力探索实现这种独特的电子生命形式的特殊机制。

该研究发表于《科学进展》。

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