你知道吗?元素硫是如何变成氢硫化物的?

在我们的环境中,元素硫不仅仅是一种化学元素,它的转化过程涉及微生物的活动,这些微生物在进行代谢过程中能够将元素硫转变为氢硫化物(H2S)。这一过程主要由硫还原菌进行,这些微生物利用无机硫化合物作为电子受体,在缺氧环境中进行呼吸、产生能量及维持增长。

这些细菌不仅存在于深海热液喷口和火山热泉等极端环境中,还在许多淡水环境中被发现。

微生物的硫还原作用早在早期研究中便得到了证实,其中一个重要发现是来自泥浆中的一种振鞭菌,这种细菌使用硫作为电子受体,以氢作为电子供体进行反应。 1976年,第一个纯培养的硫还原菌物种,Desulfuromonas acetoxidans被发现,并由Pfennig和Biebel描述为不具还原硫酸盐功能的厌氧硫还原和醋酸氧化细菌。

税onomy

硫还原菌目前已知涵盖大约74个属,这些细菌分布于不同的栖息地,如深海和浅海热液喷口、淡水和火山酸性热泉等。许多硫还原菌属于Thermodesulfobacteriota门,还有黄色单细胞生物Gammaproteobacteria和Campylobacterota等。

除了Sulfur减少菌外,细菌如Proteus、Campylobacter、Pseudomonas和沙门氏菌也具有硫还原的能力。

代谢过程

硫的还原代谢是一个古老的过程,主要分布在系统发生树的深支中。该过程使用元素硫(S0)生成氢硫化物(H2S)作为主要产物。许多硫还原菌能够通过矿物硫呼吸生成ATP,这些菌种包括Wolinella、Ammonifex和Desulfuromonas等。

值得注意的是,有些强制发酵的细菌如Thermotoga和Thermosipho也能够还原土壤中的元素硫,这些细菌在极端环境中特别重要。

Pseudomonadota门

Pseudomonadota门是一个主要的革兰氏阴性细菌门,这些细菌具有广泛的代谢能力。大多数成员都是兼性厌氧或绝对厌氧、化能自养或异养的生物,并且许多能够用鞭毛移动。

环境重要性

氢硫化物的产生不仅影响着微生物社会的生态平衡,还对环境化学有重要影响。深海热液喷口和火山热泉中的这些微生物通过再循环元素硫及其化合物,促进了氮和碳的生物地球化学循环。一些细菌如Acidithiobacillus ferrooxidans具有在极低pH值(1-2)的极端环境中增长的能力,并能够促进铜和其他金属的溶解,也是此过程的重要参与者。

结论

从硫的还原到氢硫化物的形成,这个过程不仅展示了微生物的奇妙生态功能还显示出在极端环境中它们所承担的环保责任。这些微生物的研究不仅提高了我们对火山活动的理解,还对未来的生态系统管理提出了挑战。我们是否已经认识到微小生命形式对于维持地球环境的关键角色?

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<blockquote> 硫还原菌是一类能够将元素硫(S<sub>0</sub>)还原为硫化氢(H<sub>2</sub>S)的微生物,这使它们能够在缺氧环境中繁衍生息。 </blockquote> 这些微生物利用无机硫化合物作为电子受体,以支持呼吸、能量保存与生长等活动,并在此过程中释放出硫化物。这些硫化物对环境化学有着显著的影响,也被广泛用作各种微生物代谢的电子供体。事实上,许多细
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