科学家在太平洋里发现了“呼吸砷”的生物

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对于大多数生物来说,砷是一种致命的毒药,但最新研究表明,太平洋低氧区的微生物都在吸入砷。


华盛顿大学海洋学家Gabrielle Rocap是这项研究的合著者,该研究于2019年4月29日发表在《美国国家科学院院刊》上。Rocap在一份声明中w66利来官网APP下载安装注册 说:“我们早就知道海洋中的砷含量很低,但是有机体可能会利用砷来发生化合反应——这对海洋系统来说是一种全新的新陈代谢类型。”

在海洋的一些地方,有一个氧气含量几乎为零的夹层。这些区域的微生物必须使用其它元素作为电子受体,以便从食物中提取能量。

对海水中提取的DNA进行遗传分析后,研究人员确定了两种利用砷基分子转化作为能量获取方式的遗传途径。


具体而言,研究显示了砷酸盐分子如何在低氧环境里转化为亚砷酸盐

这种化学反应不仅有助于解释海洋中低氧水域中的生命形式,还可以帮助我们寻找外星生命。

一个由四个氧原子包围的紫色砷原子是砷酸盐(左)。由三个氧原子包围的砷原子是亚砷酸盐(右)。这项研究发现,海洋生物可以通过物质间的相互转化,在缺氧的环境里获得能量。图片来源:Wikimedia

生物学家们认为,利用砷进行呼吸的策略是地球早期历史的延续。在地球上有生命出现的那一时期,空气和海洋中的氧气都很少。只有在光合作用现象变得广泛,并将二氧化碳气体转化为氧气之后,地球大气中的氧气才变得丰富了。早期的生命形式必须利用其它元素来获取能量,而砷在当时的海洋中可能更为常见。


这项研究的作者是伍兹霍尔海洋研究所的博士后Ja凯时ag娱乐APP下载安装注册clyn Saunders。她说:“我们发现,以前的遗传特征一直存在并保留至今。”


在气候变化的情况下,呼吸砷的生物数量可能会再次增加。低氧918搏天堂下载安装注册 区域预计也将扩大,溶解氧含量尊龙APP下载安装注册 预计将在整个海洋环境中有所下降。Rocap说:“对于我来说,这只能说明,海洋里还有很多我们所不知道的东西。”


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本文为蝌蚪五线谱原创文章

译者:李彤馨

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