研究團隊揭開第三種生命形式如何產生能量的秘密。圖片來源：莫納什大學

科技日報記者?張夢然

古細菌是人類20億年前的“微生物祖先”。發表在新一期《細胞》雜志上的一項研究結果，或可改寫基礎生物學教科書：其解釋了這些微小的生命形式如何通過消耗和產生氫來制造能量。正是這種簡單而可靠的策略，使它們能在地球上一些最惡劣的環境中茁壯成長數十億年。

人類近年來才開始考慮使用氫氣作為能源，但古細菌這樣做已有十億年了。生物技術專家現在有機會從這些古細菌中汲取靈感來生產氫氣。澳大利亞莫納什大學生物醫學發現研究所團隊成員表示，這一關于地球上最古老生存形式的發現，可能對未來綠色經濟領域有重大啟示。

在生命金字塔的頂端有三個“領域”：真核生物、細菌和古細菌。古細菌是單細胞生物，可以在地球上最極端的環境中生活。一個被廣泛接受的科學理論表明，真核生物（如人類）是從非常古老的古細菌譜系進化而來的，通過交換氫氣與細菌細胞融合。

此次團隊分析了數千種古細菌的基因組以尋找特殊的酶，然后在實驗室中生產這些酶并研究它們的特性。他們發現一些古細菌使用了一種不尋常的酶，其被命名為[FeFe]-氫化酶。制造這些酶的古細菌存在于許多極具挑戰性的環境中，譬如溫泉、油藏和海底深處。

這些氫化酶的存在，一直以來被認為僅限于生命的兩個“領域”：真核生物和細菌，現在首次證明它們也存在于古細菌中。它們在形式和功能上非常多樣化，不僅有最小的產氫酶，也有最復雜的產氫酶。

新發現使人們更接近于理解包括人類在內的所有真核生物起源這一關鍵過程。同時，這項研究還表明，這些古細菌有潛力為工業環境中的生物制氫提供簡化的解決方案，在向綠色經濟過渡方面具有潛在的應用價值。

總編輯圈點

當下，氫的生產、儲存和利用方興未艾，可謂人類發展新能源科技的重要成果之一。然而誰能想到，早在20億年前，不起眼的古細菌就已通過消耗和產生氫氣來制造能量，令人不得不感嘆大自然之神奇。人類歷史上，諸多重要科技成果的研發，都曾從自然界獲得啟發。既然如此，不妨向這些古細菌“拜師取經”，深入研究它們消耗和產生氫氣的生命機制，或許能給氫能科技的發展帶來新靈感。