微生物如何在原子層級消耗大氣中的一氧化碳，新研究揭密

全球每年有超過二十億噸的一氧化碳排放到大氣中。各種細菌和古菌消耗了其中約兩億五千萬噸，將一氧化碳的含量降低到較安全的程度。最新研究顯示，這些微生物利用一種稱為一氧化碳脫氫酶的特殊酵素，從這種普遍存在但毒性極強的氣體中提取能量。

克羅普等人證明，一氧化碳脫氫酶能將一氧化碳氧化至低於大氣含量的程度。圖片來源：美國國家航空暨太空總署/美國國家海洋暨大氣管理局/戈達德太空飛行中心/索米國家極軌伴侶衛星/可見光紅外成像輻射計組/諾曼·庫林。

莫納什大學的阿什莉·克羅普及其同事表示：「一氧化碳既是多細胞生物的強效毒物，也是微生物的高能量燃料和碳源。」

「大量的一氧化碳排放到大氣中，自然和人為來源估計每年排放約二十六億噸一氧化碳。」

「儘管如此，由於非生物過程的消耗和微生物的氧化作用，大氣中一氧化碳的平均濃度仍極低，約為百億分之一百。」

「微生物消耗的一氧化碳估計佔從大氣中去除的一氧化碳的10 - 15%（每年約兩億五千萬噸）。」

在他們的研究中，作者首次展示了一氧化碳脫氫酶如何提取大氣中的一氧化碳並為細胞供能。

克羅普說：「我們土壤和水中數以兆計的微生物都使用這種酵素。這些微生物為了自身生存消耗一氧化碳，但在此過程中無意間幫助了我們。」

同樣來自莫納什大學的大衛·吉列特博士表示：「這是微生物智慧的絕佳例子：生命如何演化出將有毒物質轉化為有用之物的方法。」

「這些微生物有助於清潔我們的大氣。這對抗了每年導致數百萬人死亡的空氣汙染，而且鑑於一氧化碳間接屬於溫室氣體，也減緩了全球暖化。」

「雖然這項發現不太可能直接用於對付或監測一氧化碳排放，但它加深了我們對大氣如何調節以及未來可能如何應對變化的理解。」

莫納什大學的克里斯·格林寧教授表示：「這項發現凸顯了微生物更廣泛的重要性。」

「微生物在人類和地球健康方面扮演著無數至關重要的角色。然而，由於它們看不見且常被誤解，它們的貢獻常常被忽視。」

克羅普說：「微生物是我們的空氣能供人呼吸的重要原因。」

「它們製造了我們呼吸的一半氧氣，並對一氧化碳等各種汙染物進行解毒。」

「我們必須更好地理解和重視它們如何支援我們自身的生存。」

這些研究結果發表在《自然化學生物學》期刊上。

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A. 克羅普等人。醌提取驅動細菌中大氣一氧化碳的氧化。《自然化學生物學》，2025年1月29日線上發表；doi: 10.1038/s41589-025-01836-0