海洋制氧新途径

深海中的一些微生物以前所未有的方式产生氧气。 为了产生能量，古细菌“Nitrosopumilus maritimus”在氧气存在的情况下将氨氧化成硝酸盐。 但是当研究人员将微生物密封在密闭容器中时，没有光或氧气，它们仍然能够产生 O₂ 用于氨氧化成亚硝酸盐。  

海洋在维持大气中的氧气含量方面发挥着关键作用。 约 70% 的 氧气 大气中的氧气是由海洋植物产生的，热带雨林约占地球氧气的三分之一（28%），其余的 2% 地球的氧气来自其他来源。 海洋通过海洋植物（浮游植物、海带和藻类浮游生物）的光合作用产生氧气。  

然而，生活在海洋中的微生物种类很少，它们在黑暗中、没有阳光的情况下通过与光合作用不同的过程产生氧气。 亚硝化海藻 现在已经基于这种能力加入了这群极少数的微生物。  

古细菌（或古细菌）是结构与细菌相似的单细胞微生物（因此古细菌和细菌都是原核生物），但在进化上不同于细菌和细菌。 真核生物，从而形成了第三类生物体。古菌生活在 环境中 氧气含量低并且是专性厌氧菌（意味着它们无法在正常的大气氧气水平下生存），例如，嗜盐菌生活在极咸的环境中，产甲烷菌产生甲烷，嗜热菌生活在极热的环境中等。  

海洋中约 30% 的微生物浮游生物由氨氧化古细菌 (AOA) 组成，它们与亚硝酸盐氧化细菌 (NOB) 一起提供海洋中主要的无机氮源，并在海洋氮循环中发挥关键作用。  

已知这两种古菌，即 AOA 和 NOB 都依赖于分子氧（O₂) 将氨氧化成亚硝酸盐。  

NH₃ + 1.5 O.₂ →没有₂^– + H₂O + H.⁺  

然而，这些古细菌在缺氧海洋环境中大量存在，氧气含量非常低甚至检测不到。 这是非常令人惊讶的，特别是考虑到它们没有已知的无氧代谢这一事实。 它们的能量代谢需要氧气，但它们存在于无法检测到氧气的环境中。 他们是如何做到的呢？  

为了对此进行调查， 研究人员 进行了古细菌的孵化 亚硝化海藻 在纳米极低的氧浓度（10 ^{- 9}） 范围。 他们发现，在氧气耗尽后，古细菌能够在缺氧条件下产生少量氧气。 他们产生了 O₂ 用于氨本身的氧化，同时将亚硝酸盐还原为一氧化二氮（N₂O) 和二氮 (N₂). 

本研究显示了厌氧氨氧化的途径（O₂ 生产者 亚硝化海藻 在缺氧的海洋环境中，它们能够将氨氧化成硝酸盐以产生能量）。 它还揭示了N的新途径₂ 深度生产 海 环境。 

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来源：  

1. 卡夫 B., 等 2022. 氨氧化古细菌的氧气和氮气生产。 科学。 6 年 2022 月 375 日。第 6576 卷，第 97 期，第 100-XNUMX 页。 DOI： https://doi.org/10.1126/science.abe6733 

2. Martens-Habbena W. 和 Qin W.，2022。无氧古菌硝化。 科学。 6 年 2022 月 375 日。第 6576 卷，第 27 期，第 28-XNUMX 页。 DOI： https://doi.org/10.1126/science.abn0373 

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