把一根电极插到地上，让电子通过它倾泻下去，它们——以电力为食的活细胞——就会出现。人们已经了解到很多种依靠不同能量来源存活的细菌，但是还没有一个如此奇特的。你可以想一下被电流赋予生命的弗兰肯斯坦的怪物，只不过这些“食电细菌”是千真万确的存在，而且遍布四方。

　　和地球上任何其他生物不同，食电细菌利用的是能量最纯粹的形态——从岩石和金属中攫取的纯电子流。我们已经了解到了两个类型：希瓦氏菌（Shewanella）和地杆菌（Geobacter）。在电池电极上培养细菌的实验已经证明，这些令人难以置信的全新生命形式所摄入和排泄的，实质上都是电力。这些细菌仿佛是《口袋妖怪》里皮卡丘的缩小版，靠电力保持存活。
　　南加州大学的肯尼斯·内尔森（Kenneth Nealson）说，这其实也算不上全然前所未闻。当你将生命解析到极细微的层次上，便会发现它就是一股电子的洪流：“你吃下带有多余电子的糖，吸进愿意结合那些电子的氧气。”我们的细胞分解糖，电子在一系列复杂的化学反应中流动，直到被传送给对电子如饥若渴的氧。
　　在这个过程中，细胞制造了三磷酸腺苷（ATP），一种在几乎所有生物体内充当能量存储单元的分子。电子传递是ATP制造过程中的一个关键部分。“生命非常聪明。”内尔森说，“它搞清楚了如何从我们吃下的一切食物中吸出电子，并保持对它们的控制。”
　　“我们所需的全部能量都是以这种方式被我们获取的，这颗星球上的所有生物都是这样。”内尔森说，“为了获取能量，电子必须流动起来。这就是为什么一个人扼住另一个人的脖子，就会在几分钟之内杀死他。你阻止了氧的供应，电子因而无法再流动。”

　　食电细菌的发现表明，有些非常基本的生命形式可以绕过糖类这个“中间人”，直接掌握能量最纯粹的形式：从矿物表面获取的电子。“这真的是很不一样。”内尔森说，“从某种意义上说，堪称异端。”
　　内尔森的团队是在电极上直接培养这些细菌的几个研究小组之一。他们仅仅利用电力保持细菌的存活，不给糖或任何其他营养物质。他说这就相当于人类在做一件极端危险的事情——把手指头插进交流电插座来给自己充电。
　　“整个想法基本上就是：采集沉积物，插入电极，然后问一句，‘好了，有谁好这口吗？’”内尔森说。

　　以电为食
　　今年6月，在加州萨克拉门托市举行的戈尔德施密特地球科学大会上，内尔森实验室的李学霖（Shiue-lin Li）展示了在加州圣卡塔利娜港的沉积物中培养食电细菌的实验结果。南加州大学的雅米妮·詹吉尔（Yamini Jangir）展示了另外的独立实验结果，他们培育的食电细菌采集自加州莫哈维沙漠死亡谷中的一口井。
　　明尼苏达大学的丹尼尔·邦德（Daniel Bond）和同事发表的实验结果表明，他们培育的一种细菌能够从铁电极上收集电子。据詹吉尔的导师莫·艾尔纳加（Moh El-Naggar）说，他们的研究可能是目前为止，食电细菌能够仅靠电子而无需食物培养最令人信服的例子。“我们在用电极模拟它们之间的相互作用。” 艾尔纳加说。研究者们计划在南达科他州的一座金矿里安装一枚电池，看看他们能在那里找到什么生物。
　　内尔森表示，这样的细菌还陆续有来。他的博士研究生安妮特·罗（Annette Rowe）已经鉴别出8种不同的食电细菌。这些结果正在被提交发表。这么多种食电细菌，彼此之间大不相同，而且没有一种与希瓦氏菌或者地杆菌相似，这令内尔森感到格外兴奋：“这是件大事。这意味着微生物世界还有很大一部分未被我们了解。”

　　美国航空航天局（NASA）也对深埋地下的生物感兴趣，因为这样的生物往往靠很少的能量就能存活，可能提示着太阳系其他地方的生命形式。在地球上，食电细菌可能也有实际的用途，比如建造能够做下水道或受污染的地下水清洁等有益工作，同时又从环境中获取能量的生物机器。
食电细菌还可能被用于探求生命最基本问题的答案，比如最少需要多少能量便可以维持生命。纽约伦斯勒理工学院的微生物学家尤里·戈尔比（Yuri Gorby）说，为了解决这个问题，我们需要将实验进展到下一个阶段：不应该只在一根电极上，而是要在两根之间培养细菌。这些细菌会从一根电极高效地“吃下”电子，利用它们作为能源，然后排放到另一根电极。
　　他相信，人们很快就会发现同时吃掉和排出电子的细菌。“在两根电极之间培育的细菌能够永远自我维持。”戈尔比说，“如果没有什么吃掉或者毁掉它们，理论上来讲，我们应该能够永久性地维持它们。”
　　研究者还能考虑调节电极上的电压，把供给细胞的能量降到仅仅够维持生命的绝对最低值。在这种状态下，细胞或许无法繁殖或者生长，但是它们仍然能够修补细胞机制。“对它们来说，能量的作用将是维持生存。”戈尔比说。

　　泥巴里的“电线”
　　食电细菌有各种各样的形状和大小。几年前，生物学家发现了一些细菌能够产生头发一样的菌丝，像电线一样在细胞和更加广阔的环境之间来回运送电子。他们称之为微生物纳米丝。
　　丹麦奥尔胡思大学的拉尔斯·彼得·尼尔森（Lars Peter Nielsen）和同事们发现，数以万计的食电细菌可以连在一起构成菊链电缆，在数厘米长度内运输电子——这对于只有3至4微米长的细菌来说是个遥远的距离。这意味着，在没有氧气能够渗入的海床淤泥里生活的细菌，也能够通过和小伙伴牵起手来利用到海水里溶解的氧气。
　　这样的细菌生活在我们目力所及的每一处，尼尔森说。确定你有没有和这些食电怪物共存的方法之一是，把一撮土放进盛满水的浅盘，然后轻轻旋转起来。土应该会分散开。如果没有，便可能是细菌的菌丝将其固定成了一团。当尼尔森把土壤拉开并举起来对着阳光时，能够看出来这些细丝的闪光。
生物电线不仅仅是好玩而已。早先的研究证明，这种电线的导电性能几乎和你家烤面包机的线缆一样优良。这也许会开拓出一个有趣的研究领域。

The end

好帖！

已精！

Wo

好帖

。。。怪了，我刚刚设想了一种未来吃电释放氧气在载人航天器里使用的细菌

高压电