科學家們有了一個令自己也感到吃驚的發(fā)現(xiàn)——一種名為藍藻(Synechococcus)的原始單細胞細菌竟有著繁忙的“夜生活”,。當夜晚降臨,,藍藻便停止了光合作用,,并開始將氮轉化為生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)。這種微型的細菌能夠在接近沸騰的溫度下完成自己的工作,這一發(fā)現(xiàn)為藍綠藻能夠在嚴峻的環(huán)境中保持多種能量生產(chǎn)模式提供了第一個例證。
藍綠藻——例如已知的藍細菌(cyanobacteria)——多存在于地球上的荒蕪環(huán)境中,。從兩極冰蓋到沙漠溫泉,,這種細菌通過將陽光轉換為能量而頑強地活著,。當太陽下山后,它們終于得到片刻喘息之機,,并且依靠自身的能量儲備提供“燃料”,。然而其中的一些細菌卻連夜里也不閑著,它們將空氣中的氮轉化為可以利用的營養(yǎng)物質(zhì)——這一過程即人們所說的固氮作用,。迄今為止,,科學家們僅在生存于溫度較低的溫泉外沿的細菌中發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象。
為了搞清藍細菌在更高的溫度下是否也能完成這兩項工作,,由美國加利福尼亞州帕洛阿爾托市卡內(nèi)基協(xié)會的生物學家Devaki Bhaya,、Anne-Soisig Steunou和Arthur Grossman領導的一個研究小組,從黃石國家公園的兩處溫泉中采集了藍藻樣品,。研究人員隨后追蹤了負責細菌能量和營養(yǎng)生產(chǎn)的基因,。
即使在完全黑暗的環(huán)境中,藍藻也能在72攝氏度的高溫下繼續(xù)工作,。研究人員發(fā)現(xiàn),,有機物啟動了三個基因,用于激活一種對固氮作用有幫助的酶——固氮酶,。那么這些基因在白天的時候為什么不能好好工作呢,?Bhaya指出,這是因為光合作用的副產(chǎn)品氧氣使固氮酶中毒所致,。她表示,,“毫無疑問,這種細菌在黃昏后轉變了循環(huán)方式,。”研究小組日前在美國《國家科學院院刊》網(wǎng)絡版上報告了這一發(fā)現(xiàn),。
加利福尼亞州芒廷維尤市美國宇航局(NASA)埃姆斯中心的微生物學家Jonathan Trent認為,很明顯,,這是研究藻類科學的一個入口,。他說,,“這種細菌在一個以前我們認為不可能的高溫下將氮轉化為有用的營養(yǎng)物質(zhì)。”Bhaya指出,,這使得藍藻能夠在兩個世界中獲得最大的好處,。