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硫还原菌的奇妙旅程：这些微生物如何在无氧环境中生存？
硫还原菌是一类能够将元素硫（S0）还原为硫化氢（H2S）的微生物，这使它们能够在缺氧环境中繁衍生息。
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，许多细菌及非甲烷古菌都能还原硫，这回溯到许多早期的研究成果，首次证明了泥土中一种弧菌可使用硫作为电子受体，用氢作为电子供体来进行还原反应。
“最早的纯培养硫还原菌物种 Desulfuromonas acetoxidans 是在1976年被发现，它被描述为一种厌氧硫还原及醋酸氧化的细菌。”
尽管在自然界中存在许多能够还原硫的细菌，如变形杆菌、曲状菌、假单胞菌和沙门氏菌等，但它们通常同时也能使用氧气或其他终端电子受体。硫还原菌大约包括74个属，这些细菌在各种环境下都能发现，从深海热泉到火山酸性热泉，皆是它们的栖息地。
根据GTDB的分类法，许多硫还原菌属于热脱硫菌门（Thermodesulfobacteriota）、伽马变形菌类（Gammaproteobacteria）以及曲状菌门（Campylobacterota）。这些细菌的代谢过程是古老的，主要依赖于以元素硫为电子受体生成硫化氢，这项代谢过程在极端环境中尤为重要。
“硫化物的生成不仅对微生物的生存至关重要，也影响着整个生态系统的化学结构。”
例如，在热泉和深海热喷口的环境中，硫还原菌成为了生态系统中的核心成员，帮助回收硫和其他重要元素。它们的生存条件通常包括高温、低pH值以及高硫浓度，这些环境对大多数生物来说都是极其苛刻的。
一类著名的硫还原菌如Desulfuromonas spp.，这些细菌以醋酸为唯一的有机底物，还原硫或多硫化物，生长于缺氧的环境中。此外，Geobacter spp.也是这类细菌的一个代表，它专门利用Fe(III)作为终端电子受体：
5 CH3COO- + 4 Fe(III) + 2 H2O → 4 Fe(II) + 5 CO2 + 7 H+
这些细菌的代谢特征使它们能够在缺氧的情况下进行有效的能量生产，而这正是他们能在恶劣环境中生存的关键所在。研究表明，这些硫还原菌的代谢周期与其他微生物群落间的相互作用也是相当复杂的。随着科学技术的进步，对这些微生物的研究也在深入推进。
“随着对硫还原菌的深入研究，我们得以窥见这些微生物在自然环境中的重要性及其生态角色。”
在不同的环境中，硫还原菌的创新生物系数对生态系统的稳定运行起着关键作用。这让我们不禁思考，这些生活在极端环境中的微生物，对我们的未来又有何启示？
