2000年科学第七突破——细菌“电池”的发现

　　

海洋细菌可以不使用叶绿素进行光合作用——将太阳能转化为细胞能

在海洋表面存在大量和广泛分布的细菌，科学家们一直以为这些细菌以腐败的有机物质为食。但是现在很明显，某些海洋细菌可以象植物一样，从太阳光中获取能量。Monterey海湾海洋研究所的Ed Delong说：“这是一种从未怀疑在海洋中存在的一类光合作用。”

许多海洋细菌不能在实验室进行培养，因此对于微生物学家而言很难研究它们如何生活和鉴定它们在海洋食物链中的作用。解决该问题的一条途径是提取大基因组片段，并且将它们与培养的微生物的已知基因进行比较。当由DeLong领导的一组微生物学家进行这项研究的时候，他们发现了一个负责制造色素视紫红质的基因。DeLong说：“在细菌中从未发现过视紫红质，因此该发现是一个极大的惊喜。”

在细胞膜中发现的视紫红质将太阳光能转变为生化能：太阳光到达一个视紫红质分子，改变其构象，引起一个质子从细胞内泵出。当质子流回细胞内时，产生能量，就象是一个微型电池。

细菌的视紫红质具有应用价值。DeLong说：“这一点对于单分子光学开关而言是至关重要的，因此可以用来进行光学计算。”

由Rutgers大学的海洋生物学家Paul Falkowski领导的另一个研究组发现某些生活在近海洋表面的细菌含有细菌叶绿素，这种叶绿素类似于将光能转化为生化能的绿色植物色素。两个发现迫使科学家们重新评价他们对海洋生态学的了解。DeLong说：“我们知道的没有我们曾经以为的那么多。”

——摘译自