利用毒物将阳光转化为食物

来自加利福尼亚州温泉的细菌利用砷进行光合作用——并暗示了一种可能早于典型光合作用的过程

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砷,一种致命的毒药,通过阻止细胞产生和消耗能量来致死。然而,加利福尼亚州莫诺湖盐碱温泉中的一些红色和绿色粘液垫利用这种强效化合物而不是水在光合作用(细菌和植物将阳光转化为食物的过程)过程中传递能量,《科学》杂志的最新研究揭示了这一点。

新发现的微生物从温泉水中的砷中窃取两个电子,将其转化为所谓的砷酸盐,并利用这些能量将二氧化碳转化为食物。美国地质调查局的微生物学家罗纳德·奥雷姆兰德领导了这项发现,他表示,这只发生在有光照的情况下,光照为启动该过程提供了能量。

这些并非唯一利用毒物制造食物的细菌:它们来自Ectothiorhodospira属,该属主要依靠另一种毒物,有毒的硫化氢,用于相同的目的。奥雷姆兰德表示,通过分析微生物的遗传物质,研究人员还确定这是一个原始过程,可以追溯到至少三十亿年前。这可能意味着基于砷的光合作用早于产生氧气的变种,后者使我们所知的生命成为可能。

并非所有人都同意。“我不认为这是一种早于大多数紫色细菌的古老生物,而是在紫色硫细菌已经存在之后进化出来的东西,”宾夕法尼亚州立大学帕克分校的分子生物学家唐纳德·布莱恩特说,他为《科学》杂志审阅了这篇论文,谈到了新细菌的古代亲属,后者被认为进化得更早。“这是一个有趣的案例,大自然利用了一种通常非常有毒的东西,并很好地利用它来促进生长。”

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