岩石自养生物

岩石自养生物(lithoautotroph)是一种从来源于矿物无机质还原化合物反应中获取能量的生物[1]。无机自养生物按其能量来源的不同分为两种类型:从阳光中获取能量的光合自养生物(photolithoautotrophs)和从化学反应中攫取能量的化能自养生物(chemolithoautotrophs)[1]。化能自养生物全都是微生物,而光合自养生物包括大型植物区系(macroflora)如植物,它们不具备将还原化合物的矿物资源转化为能量的能力。大多数化能自养生物属于细菌域,而一些为古菌[1]。岩石自养细菌在能量释放反应中只能使用无机分子作为基质。术语“无机营养型”(Lithotrop)来自希腊语“lithos”(λίθος)意为“岩石”,而“trōphos”(τροφοσ)意为“消耗者”;从字面上看,它可被解读为“食石者”,名称中的“无机营养型”(lithotroph)字段指的是这些生物体使用无机元素/化合物作为电子源,而“自养”(autotroph)字段指的是它们的碳源是二氧化碳(CO2)[1]许多岩石自养生物都为嗜极微生物,但并非普遍如此,有些可能是酸性矿山废水所导致。

参与地壳生物风化的不同类型生物及其演化年表。
参与地壳生物风化的不同类型生物及其演化的时间跨度[2]

岩石自养生物在其还原化合物来源方面极为特殊,因此,尽管岩石自养生物作为一类群体在使用无机化合物方面呈现出多样性,但一种特定的岩石自养生物只会利用一种类型的无机分子来获取能量。一则化学能自养的示例是浮霉菌门厌氧氨氧化菌(ANAMMOX),它使用亚硝酸根氨离子氧化为氮气(N2)[1]。此外,在2020年7月,研究人员报告了在进行无关实验后发现的以金属为食的化能自养菌培养物,并将该菌种命名为“候选者锰营养型结节状菌”(Candidatus Manganitrophus noduliformans)和“拉姆利氏岩石自养杆菌”(Ramlibacter lithotrophicus)[3]

新陈代谢

一些化能无机自养生物使用氧化还原半反应进行新陈代谢,还原电位较低,这意味着与使用有机营养途径的生物体相比[1],它们不会获得很多能量,这导致一些化能无机营养因子,如“亚硝基单胞菌”,无法直接降低烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,即“辅酶Ⅰ”(NAD+)。因此,这些生物体依靠反向电子传递来减少辅酶Ⅰ,形成还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)和氢离子(H)[1]

地质作用

岩石自养生物参与了许多地质作用过程,例如母质(岩床)风化形成土壤,以及和其他元素的生物地质化学循环[1]。未发现的微生物自养菌株的存在是基于其中的一些循环理论,因为需要它们来解释铁还原环境中的铵转化等现象[4]。岩石自养生物可能存在于地下深层(被发现于地球地表下3千米以下处)、土壤和岩内生物群落中。由于它们承担释放许多关键养分的作用,并参与土壤形成。因此,岩石自养生物对维持地球生命至关重要,例如,氮循环就受到硝化螺菌属氨氧化古菌、厌氧氨氧化菌和完全氨氧化菌(COMAMMOX)活性的影响[4]

一些如(NH4+)、硫化氢(H2S)及温室气体甲烷(CH4)等环境危害物,可以被化能自养生物转化为对环境影响较轻的氮气(N2)、硫酸盐(SO42-)和二氧化碳(CO2),[4]虽然长期来人们认为此类生物体需要氧气来进行这种转化,但最近的研究资料表明,这些系统也存在厌氧氧化.[4]

酸性矿山废水

岩石自养微生物群是造成酸性矿井废水现象的原因,即存在于尾矿堆和裸露岩石表面的黄铁矿被高能的氧气代谢,产生出亚硫酸盐,当亚硫酸盐溶于水中并暴露在空气氧气中时,就会形成潜在的腐蚀性硫酸 [5]。酸性矿井废水会极大地改变溪流地下水的酸度和化学性质,并会危及动植物种群。在冰川岩床、土壤里和岩屑堆以及地下深处等自然环境中,也发现了类似酸性矿山废水的活动,但规模则小得多。

另请查看

  • 硫循环 - 硫在地球上传播的途径。
  • 氧化还原反应 - 控制地球上大部分能量代谢和其他化学作用的反应。

参考文献

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Hooper, A.B.; DiSpirito, A.A., Chemolithotrophy, Encyclopedia of Biological Chemistry (Elsevier), 2013: 486–492, ISBN 978-0-12-378631-9, doi:10.1016/b978-0-12-378630-2.00219-x, (原始内容存档于2022-05-16) (英语) 
  2. ^ Finlay, Roger D.; Mahmood, Shahid; Rosenstock, Nicholas; Bolou-Bi, Emile B.; Köhler, Stephan J.; Fahad, Zaenab; Rosling, Anna; Wallander, Håkan; Belyazid, Salim; Bishop, Kevin; Lian, Bin. Reviews and syntheses: Biological weathering and its consequences at different spatial levels – from nanoscale to global scale. Biogeosciences. 2020, 17 (6): 1507–1533 [2022-02-26]. ISSN 1726-4170. doi:10.5194/bg-17-1507-2020. (原始内容存档于2022-06-15) (英语). 
  3. ^ Yu, Hang; Leadbetter, Jared R. Bacterial chemolithoautotrophy via manganese oxidation. Nature. 2020, 583 (7816): 453–458 [2022-02-26]. ISSN 0028-0836. PMC 7802741可免费查阅. PMID 32669693. doi:10.1038/s41586-020-2468-5. (原始内容存档于2022-06-16) (英语). 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 in ‘t Zandt, Michiel H; de Jong, Anniek EE; Slomp, Caroline P; Jetten, Mike SM. The hunt for the most-wanted chemolithoautotrophic spookmicrobes. FEMS Microbiology Ecology. 2018, 94 (6). ISSN 1574-6941. PMC 5989612可免费查阅. PMID 29873717. doi:10.1093/femsec/fiy064 (英语). 
  5. ^ Ramos, Juan-Luis. Lessons from the Genome of a Lithoautotroph: Making Biomass from Almost Nothing. Journal of Bacteriology. 2003, 185 (9): 2690–2691 [2022-02-26]. ISSN 0021-9193. PMC 154387可免费查阅. PMID 12700247. doi:10.1128/JB.185.9.2690-2691.2003. (原始内容存档于2021-10-29) (英语). 

Read other articles:

  لمعانٍ أخرى، طالع سام تايلور (توضيح). تحتاج هذه المقالة إلى الاستشهاد بمصادر إضافية لتحسين وثوقيتها. فضلاً ساهم في تطوير هذه المقالة بإضافة استشهادات من مصادر موثوقة. من الممكن التشكيك بالمعلومات غير المنسوبة إلى مصدر وإزالتها. (فبراير 2019) سام تايلور   معلومات شخصي...

 

American journalist (1940–2022) Bernard ShawShaw in 2004Born(1940-05-22)May 22, 1940Chicago, Illinois, U.S.DiedSeptember 7, 2022(2022-09-07) (aged 82)Washington, D.C., U.S.EducationUniversity of Illinois, Chicago (BA)OccupationJournalistYears active1971–2001Spouse Linda Allston ​(m. 1974)​Military careerAllegiance United StatesService/branch United States Marine CorpsRankCorporalBattles/warsVietnam War Bernard Shaw (May 22, 1940 – Septemb...

 

El wasanbon es el azúcar favorito para los dulces japoneses (wagashi). El wasanbon (和三盆, ''wasanbon''?) es un azúcar fino japonés, fabricado tradicionalmente en las prefecturas de Tokushima y Kagawa (Shikoku). Se usa a menudo para elaborar dulces japoneses (wagashi). Se hace a partir de cañas de azúcar finas cultivadas localmente en Shikoku, que reciben el nombre de taketō (竹糖) o chikusha (竹蔗). Enlaces externos 横丁「食」コラム ~ 和三盆 ~ (japonés) Ma...

تفسير ابن كثير غلاف تفسير ابن كثير، طبعة دار ابن الجوزي - السعودية الاسم تفسير ابن كثير العنوان الأصلي تفسير القرآن العظيم المؤلف ابن كثير الموضوع علم التفسير العقيدة أهل السنة والجماعة الفقه شافعية البلد بصرى اللغة عربية اختصره أحمد محمد شاكرمحمد نسيب الرفاعيمحمد الحمود...

 

Exhibition boxing match Lockdown KnockdownDateNovember 28, 2020VenueStaples Center, Los Angeles, California, U.S.Tale of the tapeBoxer Mike Tyson Roy Jones Jr.Nickname Iron JuniorHometown New York City, U.S. Pensacola, Florida, U.S.Pre-fight record 50–6–0–2 (44 KOs) 66–9 (47 KOs)Age 54 51Height 5 ft 10 in (178 cm) 5 ft 11 in (180 cm)Weight 220.4 lb (100 kg)[1] 210 lb (95 kg)Style Orthodox OrthodoxRecognition Former undisputed h...

 

الفصل بالتمليح (بالإنجليزية: Salting out)‏ هي وسيلة لفصل البروتينات تقوم على مبدأ أن البروتينات هي أقل ذوبانا في المحاليل ذات التراكيزات الملحية العالية، تركيز الملح ضروري للتعجيل في ترسيب البروتينات والفصل بينها.[1][2] وتستخدم هذه الطريقة على سبيل المثال في غسيل الكلى. م

To all pro-Falun Gong vandals: How does vandalizing Wikipedia pages promote your cause? Only someone lacking in maturity would go about cussing. Or is it because you have nothing worthwhile to say about Falun Gong? And why hide behind an anon. IP address? Have the guts to take responsibility for your own comments! Otherwise, we can see who's really pathetic. Note: The above paragraph does not indicate whether I am pro- or anti-Falun Gong. It is merely a response to those who vandalize my page...

 

العلاقات الفلبينية السلوفاكية الفلبين سلوفاكيا   الفلبين   سلوفاكيا تعديل مصدري - تعديل   العلاقات الفلبينية السلوفاكية هي العلاقات الثنائية التي تجمع بين الفلبين وسلوفاكيا.[1][2][3][4][5] مقارنة بين البلدين هذه مقارنة عامة ومرجعية للدولتين: و...

 

Italian actress and model Loredana NusciakNusciak in Django (1966)BornLoredana Cappelletti(1942-05-03)3 May 1942Trieste, Kingdom of ItalyDied12 July 2006(2006-07-12) (aged 64)[1]Trieste, ItalyOccupations Actress model SpouseGianni Medici (?–2006) (her death) Loredana Nusciak (born Loredana Cappelletti; 3 May 1942 – 12 July 2006) was an Italian actress and model. Biography Born in Trieste, she won the beauty contest Miss Trieste[1] in 1959, while still a high school st...

يفتقر محتوى هذه المقالة إلى الاستشهاد بمصادر. فضلاً، ساهم في تطوير هذه المقالة من خلال إضافة مصادر موثوق بها. أي معلومات غير موثقة يمكن التشكيك بها وإزالتها. (مارس 2019) وعد الغريب النوع درامي،بدوي، مغامرات، تشويق، رومنسي كتابة مصطفى صالح إخراج حسين دعيبس بطولة ياسر المصري، ...

 

Italian luxury sports car manufacturer based in Maranello, Italy This article is about the automobile manufacturer. For other uses, see Ferrari (disambiguation). Ferraris redirects here. For the surname, see Ferraris (surname). Ferrari S.p.A.Headquarters in MaranelloTypePublic (S.p.A.)Traded asBIT: RACENYSE: RACEFTSE MIB componentEuro Stoxx 50 componentISINNL0011585146 IndustryAutomotiveFounded13 September 1939; 84 years ago (1939-09-13) in Modena, Italy (as A...

 

American politician Breed in 1882. Levi Newton Breed (December 4, 1831 – December 17, 1908) was an active and early American participant in 19th Century California, where he helped organize Lassen County and was a member of the Los Angeles Common Council, the governing body of that city. Personal Breed was born in Manlius, Onondaga County, New York on December 4, 1831. When he was 4 years old, his family moved to Hannibal, New York, and Breed worked on his father's farm and attended school ...

Japanese anime television series Kaleido StarVolume 1 DVD cover (US release)カレイドスター(Kareido Sutā)GenreDrama,[1] sports[2]Created byJunichi Sato Anime television seriesDirected byJunichi Sato (1–26)Yoshimasa Hiraike (27–51)Produced byYoshiyuki FuruyaTakeshi SasamuraShunji NamikiWritten byReiko YoshidaMusic byMina KubotaStudioGonzoG&G EntertainmentLicensed byNA: ADV Films (expired)Funimation[3]Original networkTV TokyoO...

 

Village in Mačva District, SerbiaBukor Букор (Serbian)Village (Selo)BukorCoordinates: 44°30′00″N 19°35′29″E / 44.50000°N 19.59139°E / 44.50000; 19.59139Country SerbiaDistrictMačva DistrictMunicipalityŠabacPopulation (2011) • Total620Time zoneUTC+1 (CET) • Summer (DST)UTC+2 (CEST) Bukor (Serbian Cyrillic: Букор) is a village in the municipality of Šabac, Serbia. Its population dropped from 818 in 2002[...

 

Food that consists of small pieces of dough This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Dumpling – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (September 2023) (Learn how and when to remove this template message) For other uses, see Dumpling (disambiguation). DumplingVarieties of dumplings from around th...

Public limited company fully owned by Government of Maharashtra This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Maharashtra State Road Development Corporation – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (April 2015) (Learn how and when to remove this template message) Maharashtra State Road Development Cor...

 

Overview of green building in Australia The historically preserved facade of the 60L Green Building in Melbourne Green buildings in Australia are assessed and rated by a variety of government and independent ratings systems. The Green Building Council of Australia (GBCA) has developed a green building standard known as Green Star, with the first Green Star rating in Australia awarded to 8 Brindabella Circuit at Canberra Airport in 2004.[1][2][3] As of April 2013, over ...

 

Marquesado de Francoforte Primer titular Joaquín Triana y del ArroyoConcesión Juan Carlos I1982Actual titular Diana Fernández de Villavicencio y Greb[editar datos en Wikidata] El marquesado de Francoforte es un título nobiliario español creado en 1982 por el rey Juan Carlos I a favor de Joaquín Triana y del Arroyo, en recuerdo del antiguo título siciliano de «marqués de Francofonte», que se había creado por Felipe II de España con esa denominación (muy parecida a la act...

South Korean model In this Korean name, the family name is Lee. Lee So-raSo-ra in 2012Born (1969-11-04) November 4, 1969 (age 54)IncheonNationalitySouth KoreanOccupation(s)Model, Radio DJ, TV PersonalityModeling informationAgencySM C&C[1] Lee So-raHangul이소라Revised RomanizationI So-raMcCune–ReischauerYi Sora Lee So-ra (Korean: 이소라; born November 4, 1969) is a South Korean model and Radio DJ. She was an original member of Roommate.[2] She started her caree...

 

Aksara Latin   Aksara Bali     Suratan puniki kasurat nganggén basa alus. Koordinat: 6°13′54″S 106°50′46″E / 6.2316°S 106.8461°E / -6.2316; 106.8461 TebetKecamatanKantor kecamatan Tebet ring Jakarta SelatanPeta genah Kecamatan TebetNegara IndonésiaPropinsiJakartaKota AdministrasiJakarta SelatanKode Kéméndagri31.74.01Jimbar-- km² (2019)[1]Kramanyané-- diri (2019)[1]Kepadetan-- diri/km²(2019)[1]Désa/Kelurah...

 

Strategi Solo vs Squad di Free Fire: Cara Menang Mudah!