意外發現:藍藻不僅製造氧氣還能生產油脂
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——它是目前地球上唯一已知的、能產生氧氣的光合自養型微生物,也是地球上最原始的微生物之一。
藍藻具有比植物更加高效的光合作用,是地球上綠色光合植物的 ...
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意外發現:藍藻不僅製造氧氣還能生產油脂
2020-12-23孜然實驗室
德爾曼教授(左)和博士生穆罕默德·艾祖克(MohammedAizouq)和兩種不同的藍細菌。
圖片提供:YannicMüller/UniBonn藍細菌(俗稱藍藻)可以在光的幫助下從水和二氧化碳中產生油。
波恩大學最近的一項研究表明了這一點。
結果是出乎意料的:直到現在,人們都認爲這種能力是爲植物保留的。
藍藻作爲飼料或燃料的供應商現在也可能引起人們的興趣,特別是因爲它們不需要耕地。
結果現已發表在PNAS雜誌上。
油菜籽、鱷梨和橄欖有什麼共同點?它們都被人類用作油脂的生產者。
但是,藉助光從水和二氧化碳中產生油的能力對於從單細胞藻類到巨型紅杉樹的所有植物都是本質上共有的東西。
波恩大學植物分子生理學和生物技術研究所(IMBIO)的生物學家彼得·德爾曼(PeterDrmann)教授解釋說:「我們現在已經首次證明了藍細菌可以做到這一點。
這給我們帶來了完全的驚喜。
」到目前爲止,專家們一直認爲藍細菌缺乏這種特性。
畢竟,它們實際上是細菌,即使它的名字叫「藍綠藻」。
因此,它們在許多方面與植物有很大不同:藍細菌與腸道細菌大腸桿菌的關係比與橄欖樹的關係更緊密。
「在文獻中確實有古老的報導說藍細菌可以包含油,但是這些從未得到證實。
這位科學家已經在IMBIO研究一種酶很多年,該酶是催化植物中油脂合成的步驟之一。
該酶在葉綠體中起作用,葉綠體是負責光合作用的細胞綠色成分。
正是由於這些,植物可以在陽光的幫助下生產出能量豐富的化合物。
許多科學家懷疑葉綠體最初來自藍細菌。
這是因爲它們與所有其他細菌類不同,它們也有能力進行植物典型的光合作用並釋放氧氣。
根據這一理論,十億多年前,原始植物細胞「吞噬了」藍細菌。
細菌然後在細胞中存活並向其提供光合作用產物。
如果這種共生體假說是正確的,那麼葉綠體的油合成酶可能最初來自藍細菌。
與植物相似的油脂合成酶德爾曼與他的博士生穆罕默德·艾祖克一起追求這種可能性。
科學家們在各種藍細菌的基因組中搜索到了一個與植物油合成中涉及的酶的基因組成相似的基因。
結果是:他們在藍細菌中發現了一種所謂的醯基轉移酶基因;植物酶也屬於這一類。
進一步的測試表明,藍細菌確實會利用這種酶產生油脂,儘管產量很少。
一方面,從進化生物學的角度來看,這一結果很有趣:它表明植物葉綠體中油脂合成機制的某些部分可能源自藍細菌。
但是,當今的植物主要利用其他代謝途徑來生產油。
此外,結果可能爲生產動物飼料或生物燃料開闢新的可能性。
這是因爲,與產油的植物,如油菜籽相比,藍藻不需要耕地種植,有營養物質和充足的光和熱就足夠了。
這可能使它們適用於沙漠,在沙漠中可將其用於生產汽車發動機用油而無需與糧食作物競爭。
特別是由於燃燒只會釋放出藍細菌在採油過程中從空氣中提取的二氧化碳。
因此,微生物將爲氣候保護做出貢獻。
無論如何,生活在世界海洋中的藍細菌會吸收大量的溫室氣體。
據估計,如果沒有它們的貢獻,大氣中二氧化碳的濃度將是原來的兩倍。
「關於綠藻的類似實驗已經在進行中。
」德爾曼解釋說:「但是,它們更難以維護。
而且,它們不易通過生物技術優化以實現最高的油脂生產率。
」藍細菌可能與此不同。
在波恩大學研究的物種僅產生少量的油。
這位生物學家說:「儘管如此,其他物種的生產力仍然很有可能。
」此外,類似於其他細菌,藍細菌可以相對容易地進行基因修飾。
「因此,肯定有可能通過生物技術手段再次大大提高油脂產量。
」
相關焦點
火星移民新希望:深海藍藻細菌有望製造可呼吸氧氣
我們在火星上尋找穩定的氧氣供應有了新的希望——藍藻細菌(cyanobacteria)。
這種細菌能夠吸收二氧化碳,並在地球上一些最不適宜生命存活的環境釋放氧氣。
目前,我們在火星上尋找穩定的氧氣供應有了新的希望——藍藻細菌(cyanobacteria)。
這種細菌能夠吸收二氧化碳,並在地球上一些最不適宜生命存活的環境釋放氧氣。
地球不需流浪,用藍藻自產碳水化合物和氧氣,任何星球上都可以自建...
而藍藻是目前地球上唯一已知的、能夠產生氧氣的光合自養型微生物,且光合作用比植物更高以及具備極爲頑強的生命力,即便是在深海溫泉和莫哈韋沙漠的岩石中都能夠生長,是地球富含氧氣的主要貢獻者。
基於這樣的特性,西北工業大學合成生物學實驗室王文教授表示,「藍藻可以在極端的太空環境中,將二氧化碳和水還原成人類生存所需的碳氧化合物和氧氣。
波恩大學發現藍藻細菌可產油或用於汽車發動機
蓋世汽車訊據外媒報導,德國波恩大學(theUniversityofBonn)最近的一項研究表明,俗稱藍綠藻的藍藻細菌,在光的幫助下,能夠從水和二氧化碳中產油。
該研究的結果有點出乎意料,因爲直到現在,人們都認爲此種能力只適用於植物。
不過,如今的研究表明,藍綠藻還能夠成爲飼料或燃料,而且無需在耕地上種植。
科學家成功製造出「全能型」紅細胞不僅輸送氧氣到全身還能檢測出...
科學家成功製造出「全能型」紅細胞不僅輸送氧氣到全身還能檢測出危險毒素 EmmaChou•2020-06-0515
海洋里這種不起眼的植物,卻製造了地球上90%的氧氣!
人類每天的生活、生產都與氧氣息息相關,甚至與它命運與共。
因爲陸地上的森林、草原等所有綠色植物在光合作用下一直在生產氧氣,但是它們生產的氧氣只占10%左右,而90%的氧氣卻是由海里這種不起眼的植物製造,它就是藻類植物。
24億年前,毒害地球生命的氧氣,來自何方?
我們現在依然在爲之努力:研究人員已經進行了數十年的嘗試,希望開發出一種廉價高效的裂解水的方法,以生產氫氣作爲燃料。
因此,在選擇水之前,光合細菌最先選擇容易氧化的物質,也就合情合理了。
傳統觀點認爲,產生氧氣的光合作用,是經過一系列中間階段,逐漸從不產生氧氣的版本演化而來的。
布蘭肯西普和很多研究人員都支持這一觀點。
研究發現:細菌無需光照即可自制氧氣分解甲烷
歐洲科學家發現,細菌能夠在無光照的情況下用自己製造的氧氣來分解甲烷氣體。
該發現表明在植物首次出現之前細菌就已開始製造氧氣,補上了地球演化過程中「缺失的一環」。
相關研究成果發表在3月25日的《自然》雜誌上。
甲烷是一種化學性質相當穩定的氣體,跟強酸、強鹼等一般不起反應。
藍藻人造葉片系統讓人類移民火星成爲可能
——它是目前地球上唯一已知的、能產生氧氣的光合自養型微生物,也是地球上最原始的微生物之一。
藍藻具有比植物更加高效的光合作用,是地球上綠色光合植物的祖先,地球富含的氧氣主要是藍藻的貢獻。
同時,藍藻又具有極強的生命力,目前,人類已在深海溫泉和莫哈韋沙漠內部的岩石中,發現有藍藻的生長。
西工大研發藍藻人造葉片打造太空旅行生命保障系統
但據實驗室里的在讀博士研究生蒿飛介紹,這些藍藻和一般藍藻可大不相同,它們可以向細胞外分泌蔗糖。
以此爲核心打造藍藻人造葉片系統,有望爲解決人類探索太空時的生存難題提供一個嶄新的思路。
藍藻是地球上目前已知的唯一能產生氧氣的光合自養型微生物,也是地球上最原始的微生物之一。
藍藻具有比植物更加高效的光合作用,是地球上綠色光合植物的祖先,地球富含氧氣主要就是藍藻的貢獻。
火星缺氧問題有解決方案了藍藻細菌能變制氧機
但是現在我們或許已經有了一種新的希望,能夠讓我們在火星上獲得一種穩定的氧氣供應,那就是藍藻細菌。
存活在地球上一些最荒涼環境中的這個細菌家族能夠吸收二氧化碳並且排放出氧氣。
在周五的時候,一個研究人員團隊在《科學》雜誌發表了一項最新的研究,將這些微小的生物體與人類在地球上的殖民生活聯繫在了一起。
還記得光合作用嗎?
在火星上製造氧氣的新方法
科學家們發現了一種在火星條件下製造氧氣的新方法,這一發現可能有一天會幫助火星上的太空人,這一方法似乎比美國宇航局的「毅力號」火星車測試的效率高出25倍,該探測器將於2月登陸火星。
這並不意味著美國宇航局的程序有任何問題。
科大團隊發現巢湖藍藻「天敵」可以「吃掉」藍藻但是……
每年夏季,巢湖藍藻會進入快速生長期,當前,合肥全面打響巢湖藍藻防控攻堅戰。
巢湖藍藻有何特性?爲何如此難治理?它是一種什麼樣的存在?在自然界中有沒有「天敵」?帶著這些問題,記者專訪了中國科大生命科學學院教授、博士生導師周叢照,「解密」巢湖藍藻。
科學家發現含16億年前氧氣氣泡的「准化石」
新華社北京3月3日電 丹麥和瑞典科學家從印度出土的疊層石里發現了16億年前的氧氣氣泡痕跡,這些氧氣是生活在淺水中的藍藻產生的。
疊層石是一種有著細微層狀結構的特殊岩石,由遠古細菌活動導致有機物和礦物質沉積而成,代表著地球上最古老的微生物生態系統,可以視作「准化石」。
今天我們必不可缺的氧氣,曾「毒」死地球上99%生命!
而現在我們之所以會生活中有氧環境中,主要歸功於小小的藍藻在幾十億年前掀起的那場「氧氣革命」。
藍球藻(藍藻的一種),圖片來源網絡第一次大氧化事件:生命的毀滅與重生我們通常對光合作用的定義是植物利用太陽能,將二氧化碳和水轉化爲儲存能量的有機物,並釋放氧氣的過程。
中國科大致力於藍藻研究已取得突破
藍藻是一種神奇的存在,不是植物卻能進行光合作用並釋放氧氣。
藍藻學名藍細菌,其光合作用在地球大氣環境有氧化的進程中起到了十分重要的作用,也是無機態的碳進入生物圈的重要途徑。
科學家發現,藍藻中含有一種名爲「Rubisco」的酶在光合作用中發揮著關鍵作用,但是其工作機制卻長期未被認識。
中國科學技術大學周叢照和陳宇星課題組經過長期的研究,闡明了藍藻RuBisCO酶組裝的分子機理,發現RuBisCO成熟過程的多層次精細動態調控網絡,爲人工改造RuBisCO以提高光合作用效率奠定了基礎。
氧氣爲植物製造,但植物呼吸也需要它,最早的植物用的氧氣哪來的
氧氣是地球上的生命物種賴以存在的基礎,植物的呼吸作用都離不開氧氣,如果沒有氧氣,地球上會像火星水星一樣表面一片死寂,那麼地球上的氧氣到底是怎麼來的呢?都是綠色植物製造的嗎?那麼在綠色植物出現以前呢?
你知道嗎,氧氣曾經是一種有毒氣體!
未來水世界劇照我們如果能夠回到35億年前左右的話,我們將會驚訝的發現,那時候的地球就是一個真正的水世界。
整個地球表面全部被水包裹,只有零零散散的火山島分布在遼闊的海洋之上。
疊層石化石這些35億年以前的疊層石化石,是目前爲止發現最早的直接能夠觀察到的生命形態。
疊層石,並不是某一種生物的化石,而是許多生物生活在一起遺留下來的痕跡。
細胞生物:光合作用的先驅藍藻,改變地球生命進程的「幕後綠手」
現在很多生產者都是綠色植物,生物課也告訴我們,還有藍藻、硝化細菌等微生物也是生產者,前面提到的能利用古菌們用剩下的陽光的真細菌,就是藍藻,常見的有藍球藻、念珠藻、顫藻和髮菜。
藍藻細胞模式圖有毒的氧氣與紫色古菌利用光能的模式不同,藍藻們所採用的有機分子是卟啉,卟啉會和某些金屬離子形成絡合物,後來某種卟啉跟鎂的絡合物發展成了葉綠素
【人民網】中國科大致力於藍藻研究已取得突破
藍藻是一種神奇的存在,不是植物卻能進行光合作用並釋放氧氣。
藍藻學名藍細菌,其光合作用在地球大氣環境有氧化的進程中起到了十分重要的作用,也是無機態的碳進入生物圈的重要途徑。
科學家發現,藍藻中含有一種名爲「Rubisco」的酶在光合作用中發揮著關鍵作用,但是其工作機制卻長期未被認識。
藍藻復仇人類絕地大反擊
藍藻 藍藻,也叫藍綠藻,或者叫做藍細菌,它們是一大類的微小生物。
像植物一樣。
它們細胞內含有葉綠素,可以進行光合作用,同時它們沒有細胞核,這更像是細菌。
藍藻前傳 藍藻是我們這個星球最早的生命之一。
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