单细胞海洋生物首次被发现在黑暗中释放氧气

一种以前未知的生物途径允许一种广泛存在的海洋太古菌在黑暗中释放氧气和氮气，这是第一次在自然界缺氧环境中发现这种现象。这一过程的细节尚不完全清楚，但它可能会改变科学家对海洋关键营养物质循环的理解。

氨氧化古菌是世界海洋中最丰富的微生物之一。它们利用氧气将氨氧化成亚硝酸盐来获取能量。然而，它们在没有可检测到氧气的生态系统中被发现。“它们是从上面的水柱中沉淀出来的，还是有一些我们看不到的少量或周期性的氧气引入?””问唐纳德•坎菲尔德南丹麦大学教授。这些都是人们通常会使用的解释。”

坎菲尔德和同事领导的Beate卡夫研究了这个问题，试图确定一个特定的物种是如何叫的Nitrosopumilus maritimus例如，可能会对全球变暖导致的氧气水平变化做出反应。加菲尔德说:“贝亚特发现，这种生物会把氧气吸收到接近零的水平，然后氧气又会增加，这真的非常非常奇怪。”

经过三年的进一步实验，研究人员确定古生菌确实能自己产生氧气。这种现象以前只在NC10细菌中发现过，NC10细菌能将一氧化氮分解成氮和氧，并利用氧气氧化甲烷。然而，目前还不知道NC10细菌会释放氧气。此外，对氧和氮产生开始的测量以及同位素标记实验表明Nitrosopumilus maritimus通过不同的途径产生氮和氧到NC10。研究人员认为，这可能涉及一氧化二氮作为中间体。坎菲尔德说:“我觉得我们做了一个很好的例子，但它仍然需要以更严格的方式来证明。”

研究人员目前正在研究其他氨氧化古菌是否也能在持续缺氧的条件下进行同样的生长。如果是这样，它可能会改变科学界对气候变暖下海洋肥力的理解。“如果我们有更多的海洋脱氧，我们会有更多的氮₂损失呢?坎菲尔德问道。

微生物学家说，这绝对是重要的一步Willm Martens-Habbena佛罗里达大学教授。他说:“如果这种古菌活动存在于这些氧气最少的区域，那么科学家就无法探测到它，因为没有人知道在同位素标记实验中寻找什么模式。”“如果这个过程很重要，那么就需要开发新的工具来区分什么是典型的反硝化作用，什么是厌氧氨氧化，以及什么是古菌代谢导致了最低氧区氮的损失。”