科学家意外发现以金属锰为食的细菌

加州理工学院的环境微生物学家Jared Leadbetter说：“关于偶然性，这绝对是一个有趣的故事。”7月16日，《自然》报道了他们的偶然发现。

在实验里，Leadbetter把名为碳酸锰的粉红色化合物倒入罐子。之后清洁器具的时候，他用自来水装满了瓶子，然后就把它浸泡到水槽里。结果之后一连10周的时间里，他都没有机会来实验室。当他终于回去的时候，罐子里的内容物已变成了深色的硬质材料。

Leadbetter知道科学家们长期以来一直怀疑细菌可以以锰为食。一个多世纪以前，研究人员发现细菌可以从氮，硫，铁和锰等化学元素中获取电子。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来获取能量一样。但是还没人发现能够借助锰元素的电子进行代谢的细菌。

如果细菌确实可从锰原子里借走电子，它们会将金属转化为一种叫做氧化锰的深色物质。氧化锰遍布整个星球——从地壳中的沉积物到海底再到饮用水。事实证明，Leadbetter的玻璃瓶中就是氧化锰。

他想知道，玻璃瓶中氧化锰附近的细菌是否可能就是以锰元素为生的不可捉摸的物种。他想：“也许我最好别把它们倒入水槽。”

Leadbetter和博士后研究员Hang Yu在罐子里检验出了约70种细菌，它们可能来自自来水。然后，又将疑犯的范围缩小到两类细菌物种——当它们在一起时就会产生氧化锰。向培养液滴定碳酸锰时，这些细菌成倍增加。随着细菌种群规模的增加，氧化锰的产生速率随之增加，这表明细菌正在用锰作为燃料。

研究小组将新鉴定出的物种命名为“Candidatus Manganitrophus noduliformans”和“Ramlibacter lithotrophicus”。研究人员还不知道每个菌种在锰元素代谢过程中的确切作用。它们都可能是完成代谢的必要组成部分。

布莱克斯堡弗吉尼亚理工大学的环境科学家Amy Pruden说，这些发现可以帮助研究人员管理污染饮用水的氧化锰。 “现在我们确认了微生物锰氧化剂的概念，我们就可以在饮用水系统中寻找它们，也许可以找到更好的控制办法。”

Leadbetter怀疑，类似的细菌可能就是海底铺满葡萄柚大小的氧化锰球的原因——这种氧化锰球体最早于1870年代被发现，一度令科学家感到十分困惑。

Leadbetter说：“让我们看看是否可以在其他环境中找到这些生物，而不仅是我的水槽里。”

本文译自 sciencenews，由 majer 编辑发布。