不来梅大学
科学家们在实验室培育了微生物群落
大部分黑色物质是无定形碳
学分:不来梅大学海洋环境科学中心；G
韦格纳 地球上的生命以碳为基础
在进化过程中，生物学会了形成和处理大量不同的碳化合物
碳是大多数生物生成的有机化合物的基石，如蛋白质、碳水化合物、脂肪和DNA
所有这些化合物除了碳之外，还含有许多其他元素，包括氢、氮和氧
元素碳是由地球上的有机碳化合物形成的，当高温和高压条件排除所有其他元素如氢和氮时，不会受到生物影响
例如，地下深处的木材在高温下首先变成煤，然后随着压力和温度的增加，形成像无烟煤和石墨这样含碳量非常高的形式
这些是碳的结晶形式
当木材、天然气或石油燃烧时，会形成大部分由无定形碳组成的煤烟
以前还不知道生物本身也能产生元素碳
15年多来，不来梅科学家博士
冈特·魏格纳一直在培养消耗甲烷而不消耗氧气来产生所需能量的微生物
这些是与细菌共生的古细菌
任何一方都不能从这个过程中获得太多的能量，因此联合体以几个月的倍增时间增长，这对微生物来说是非常长的时间
研究人员不久前注意到微生物群落异常黑暗，几乎是黑色的
在早期，这种黑色物质的一部分已经被描述为金属硫化物
它们是由添加到培养基中的铁和配对细菌产生的硫化物形成的
魏格纳的同事，博士
凯莉·艾伦和教授
弗吉尼亚理工大学的罗伯特·怀特
S
)，总是在寻找新的生物分子及其功能
作为他们努力的一部分，他们使用有机溶剂从冈特·魏格纳实验室的样本中提取甲烷氧化培养物
留下了不能被强酸或强碱溶解的黑色物质的残留物
罗伯特·怀特解释说:“起初，我们不知道这个黑色物质是什么。”
“然后我们用其他方法将这种材料作为固相进行分析，发现它几乎是纯碳
这种物质以高度无序的形式存在，被称为无定形碳
“这种元素碳来自哪里？研究小组排除了纯化学物质来源的可能性
然后，他们给培养物注入同位素标记的碳，可以在分解过程中追踪，并分析形成的碳
“因此，我们能够证明甲烷氧化古菌确实对元素碳的形成负有责任，”冈特·魏格纳说
接下来，研究人员研究了与甲烷氧化剂密切相关的产甲烷古菌
罗伯特·怀特说:“虽然程度不同，但许多这样的群体也产生元素碳。”
然而，这项研究现在产生的问题多于答案
比如这个碳是怎么形成的？元素碳的形成通常需要高压和高温
两者都不存在于文化中
“这种由生物体形成的元素碳对科学来说是完全陌生的
这项研究的主要作者凯莉·艾伦解释说:“在古细菌中一定有以前完全未知的反应。”
“我们仍然完全不知道是什么生化反应和酶在起作用
" “为什么”的问题也还没有得到解释
“元素碳是一种良好的电导体
碳可能是古细菌和它们的伙伴之间共生的关键，”冈特·魏格纳推测道
电荷可以通过碳基化合物进行最佳传输
也完全不知道自然界中有多少元素碳是由微生物形成的
“因为碳沉积在沉积物中，并在那里停留很长时间，我们的结果也可能意味着一个迄今为止未知的自然碳汇
“该团队现在将开始解决未解的问题，部分是在位于MARUM的卓越集群“海底——地球未知界面”的框架内
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