湖泊中的细菌对抗气候变化：甲烷营养菌作为生物甲烷过滤器的作用

甲烷是一种强效温室气体，经常在海洋和淡水中产生。湖泊尤其会释放大量这种气候杀手。但幸运的是，有些微生物可以抵消这种影响。它们能够利用甲烷生长并产生能量，从而阻止其释放到大气中。这些被称为甲烷营养菌的微生物因此被视为重要的生物甲烷过滤器。

甲烷营养菌包括各种微生物群，关于它们的生活方式的许多问题尚待解答。德国不来梅马克斯·普朗克海洋微生物研究所和瑞士水科学与技术研究所的研究人员开展了一项研究，该研究现已发表在《自然通讯》杂志上，揭示了其中一些微生物的惊人能力以及它们在气候中以前被忽视的作用。

无氧水中的好氧微生物

为了进行这项研究，不来梅马克斯普朗克研究所的研究人员 Sina Schorn 和 Jana Milucka 前往瑞士的祖格湖。这个湖深近 200 米，从大约 120 米深处开始就一直没有氧气。

然而，无氧水中含有所谓的需氧甲烷氧化细菌(简称 MOB)。顾名思义，这些细菌本质上依赖于氧气。到目前为止，它们是否以及如何分解无氧水中的甲烷尚不清楚。

因此，米卢卡和肖恩的团队决定仔细观察这些微生物的活动。在研究中，他们使用了标有“重”碳原子(13C 而不是12 C)的甲烷分子 (CH4) 。这些分子被添加到含有栖息微生物的天然湖水样本中。

随后，科学家们利用特殊仪器(称为 NanoSIMS)追踪了单个细胞中重碳的路径。这使他们能够观察细菌如何将甲烷转化为二氧化碳，二氧化碳也是一种强效温室气体，但对气候的破坏性小于甲烷。

部分碳还直接被纳入细菌细胞。这揭示了细菌群落中哪些细胞活跃，哪些细胞不活跃。他们还利用宏基因组学和宏转录组学等现代方法研究了细菌使用的代谢途径。