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古菌产氧有新法
视觉中国供图
地球上的大部分氧气是通过光合作用产生的，而光合作用需要光。但研究人员发现，一种生活在海洋深处最黑暗地方的微生物，不通过光合作用就能产生氧气。相关研究近日发表于《科学》。
南丹麦大学的Don Canfield和同事在实验室中研究了可以生活在深海黑暗、低氧环境中的各种微生物。“我们想知道生物体可生存的氧浓度极限是什么。”
在研究过程中，Canfield等人观察了一种海洋氨氧化古菌（Nitrosopumilus maritimus），它能氧化氨，从而生成氮。产生氮的过程需要氧气，因此，这种古菌通常生活在海洋富氧区。但它也可以在海洋中氧气稀薄的黑暗区域生存，这一直困扰着科学家。
“没有人知道它们为什么能在那里生存。”Canfield说。
研究人员用黑暗中的密闭容器培养古菌，并人为降低容器中的氧含量，以模拟海洋最深区域的环境。
研究团队发现，当容器中剩余的氧气被古菌消耗光后，氧气含量又开始上升了。但他们不能确定这些微生物是如何产生额外氧气的。
自然界中目前已知有3种在黑暗中无需光合作用就能产生氧气的方式。但研究人员发现，实验中的古菌使用了一种从未见过的生物学机制产生氧气。它们还能同时产生氧气和氮氧化物，这是3种已知氧气生成途径中未被发现的产物组合。
“这可能表明海洋中存在着我们不知道的全新代谢方式。”Canfield说，这些古菌分布如此广泛，可能表明这种机制也存在于其他许多生物中。
“海洋氨氧化古菌是地球上数量最多的活菌之一。”英国东英吉利大学的Laura Lehtovirta-Morley说，“十多年来，我们知道这些古菌在氨氧化中起着关键作用，但它们产生氧气的能力仍令人感到惊讶和兴奋。” （徐锐）
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