吃金屬的細(xì)菌

朱崇愷

由細(xì)菌產(chǎn)生的氧化錳結(jié)核的電子掃描顯微照片。這些錳結(jié)核的直徑通常為0.1～0.5 毫米

加州理工學(xué)院環(huán)境微生物學(xué)教授利德貝特（Jared Leadbetter）發(fā)現(xiàn)了一種以金屬錳為食的細(xì)菌。他說(shuō)：“自然界中微生物的奇妙之處在于它們可以代謝看似不可能的物質(zhì)，例如金屬，并以此獲取能量?！彪m然，早在一個(gè)多世紀(jì)前就有人預(yù)測(cè)這類微生物的存在，但這是首次被人類所發(fā)現(xiàn)。

利德貝特是在進(jìn)行不相關(guān)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)了這種細(xì)菌。他的實(shí)驗(yàn)使用了一種輕量、粉末狀的錳。在一次離開(kāi)學(xué)校外出工作之前，他將一個(gè)裝有錳物質(zhì)的玻璃罐子浸泡在自己辦公室中一個(gè)盛滿自來(lái)水的水槽中。當(dāng)幾個(gè)月后他回來(lái)時(shí)，罐子上出現(xiàn)了黑色的物質(zhì)?！澳鞘鞘裁矗俊彼忉尩溃骸拔覒岩墒欠袷悄撤N微生物造成這種情況，所以我們進(jìn)行了系統(tǒng)地測(cè)試以便找出原因?！?/p>

研究發(fā)現(xiàn)，黑色的涂層實(shí)際上是由新發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌產(chǎn)生的氧化錳，這些細(xì)菌很可能來(lái)自自來(lái)水本身。他說(shuō)：“有證據(jù)表明，這種生物生活在地下水中，美國(guó)帕薩迪納市（加州理工學(xué)院所在地）的部分飲用水就來(lái)自于地下水?！?/p>

錳是地球表面上最豐富的元素。錳氧化物為深色塊狀物質(zhì)，在自然界中很常見(jiàn)——它們可以在地下沉積物中被發(fā)現(xiàn)，也可以在水分配系統(tǒng)中形成。此次發(fā)現(xiàn)有助于研究人員更好地了解地下水的地球化學(xué)。眾所周知，細(xì)菌可以降解地下水中的污染物，這一過(guò)程稱為生物修復(fù)。當(dāng)這樣做時(shí)，幾種關(guān)鍵生物將“還原”氧化錳，而科學(xué)家們一直想知道氧化錳從何而來(lái)。另外，研究結(jié)果也可能幫助理解遍布于海底的錳結(jié)核礦。錳結(jié)核是圓形的金屬球，最大可以像葡萄柚那么大，早在19世紀(jì)70年代HMS挑戰(zhàn)者號(hào)航行中就為海洋研究人員所熟知。從那以后，人們發(fā)現(xiàn)這種結(jié)核遍布在地球許多海洋的底部。近年來(lái)，礦業(yè)公司一直在計(jì)劃開(kāi)發(fā)采集這些結(jié)核，這是因?yàn)槿藗兘?jīng)常發(fā)現(xiàn)稀有金屬富集在其中。但是，目前人類卻對(duì)錳結(jié)核的形成一無(wú)所知。至于在淡水中發(fā)現(xiàn)的類似微生物是否會(huì)起作用，還有待進(jìn)一步的研究。