深海の微生物の中には、これまで知られていなかった方法で酸素を生成するものがあります。 エネルギーを生成するために、古細菌種「Nitrosopumilus maritimus」は、酸素の存在下でアンモニアを硝酸塩に酸化します。 しかし、研究者が光や酸素なしで気密容器に微生物を密封したとき、彼らはまだOを生成することができました2 アンモニアの亜硝酸塩への酸化に使用します。
海洋は、大気中の酸素レベルを維持する上で重要な役割を果たします。 の約70％ 酸素 大気中は海洋植物によって生成され、熱帯雨林は地球の酸素の約28分の2（XNUMX％）を占め、残りのXNUMX％は 当社の酸素は他の供給源から来ています。 海洋は、海洋植物（植物プランクトン、昆布、藻類プランクトン）による光合成によって酸素を生成します。
しかし、光合成とは異なるプロセスを通じて、太陽光がない状態で暗闇の中で酸素を生成する、海洋に生息する数種の微生物のグループがあります。 ニトロソプミルス・マリティムス 現在、この能力に基づいて、この一握りの微生物のグループに加わっています。
古細菌（または古細菌）は、構造が細菌に似た単細胞微生物です（したがって、古細菌と細菌は両方とも原核生物です）が、細菌とは進化的に異なります。 真核生物、したがって、生物の第3のグループが形成されます。古細菌が住んでいる 対応 酸素が少なく、偏性嫌気性菌（通常の大気中の酸素レベルに耐えられないことを意味します）です。たとえば、好塩菌は非常に塩辛い環境に住み、メタン生成菌はメタンを生成し、好熱菌は非常に暑い環境に住みます。
海洋の微生物プランクトンの約30％は、アンモニア酸化古細菌（AOA）で構成されており、亜硝酸酸化細菌（NOB）とともに、海洋の主要な無機窒素源を提供し、海洋の窒素循環において重要な役割を果たします。
これらのXNUMXつの古細菌、つまりAOAとNOBはどちらも、分子状酸素（O2）アンモニアを亜硝酸塩に酸化すること。
NH3 + 1.5 O2 →いいえ2– + H2O + H+
それでも、これらの古細菌は、酸素レベルが非常に低いか、検出できない無酸素の海洋環境に豊富に見られます。 これは、特に嫌気性代謝が知られていないという事実を考えると、非常に驚くべきことです。 それらのエネルギー代謝には酸素が必要ですが、酸素が検出されない環境で見られます。 どうやってやっているの？
これを調査するために、 研究者 古細菌の培養を行った ニトロソプミルス・マリティムス ナノの非常に低い酸素濃度で（10-9） 範囲。 彼らは、酸素が枯渇した後、古細菌が無酸素条件下で少量の酸素を生成できることを発見しました。 彼らはOを生み出した2 アンモニア自体の酸化と同時に亜硝酸塩を亜酸化窒素（N2O）および二窒素（N2).
この研究は、嫌気性アンモニア酸化の経路を示しました（どのようにO2 による生産 ニトロソプミルス・マリティムス 酸素が枯渇した海洋環境では、アンモニアを硝酸塩に酸化してエネルギーを生成することができます）。 また、Nの新しい経路を明らかにしました2 深い生産 海 環境。
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ソース：
- クラフトB.、 ら 2022年。アンモニア酸化古細菌による酸素と窒素の生産。 化学。 6年2022月375日。第6576巻、第97号、100〜XNUMXページ。 DOI： https://doi.org/10.1126/science.abe6733
- Martens-Habbena W.、およびQin W.、2022年。酸素を使用しない古細菌の硝化。 化学。 6年2022月375日。第6576巻、第27号、28〜XNUMXページ。 DOI： https://doi.org/10.1126/science.abn0373
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