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人类未来是否也可“以电为食”?

发布时间: 2014-10-11 09:13:20    来源: 中国储能网
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[摘要]前段时间,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shiue-linli展示了培养食电细菌的实验结果。


  人类未来 是否也可“以电为食”?
  不少从事食电细菌研究的科学家都认为,微生物世界还有很大一部分未被我们了解,他们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,如果没有什么吃掉或者毁掉它们,理论上来讲,人类应该能够永久性地维持它们。就连美国航空航天局(nasa)也对这种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。
  大胆地试想一下,在未来,人类是否也有可能和食电细菌一样“以电为食”,单靠电力便可以维持生命形式?孔晓英研究员回答,这几乎不可能。“人体的组成和代谢要比细菌复杂得多,人体维持生命需要碳水化合物、脂肪、蛋白质这三大营养物质,在人体代谢过程中产生能量atp,供给人体内的物质合成和完成各种生命活动,单靠电力似乎不能满足人体营养的需要和能量的供给。”她这样解释道,“食电菌是新发现的细菌,对于其前所未闻的代谢方式本人存在质疑”。但孔晓英研究员认为食电菌也是一种菌,也是需要新陈代谢的,也有一定的生理特性。虽然它的产电性不可能很大,但在某些特定微能源领域可能会有巨大的能源潜力,这还需做更深入的研究确定它的科学性。
  颠覆性的发现:直接摄入电子并排出电子
  研究者nealson认为,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。研究小组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。他们认为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。“这种生命非常聪明,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。”
  为了培养食电细菌,nealson的研究团队从海床上采集了沉积物带回实验室,然后插入电极,发现:沉积物里面的细菌既能够从高电压电极中“吃掉”电子,也能够向低电压电极“排出”电子,由此产生一个电流。
  广东能源研究所研究员孔晓英告诉记者,希瓦氏菌和地杆菌在微生物燃料电池的相关研究中受到很多关注,在先前的研究中这两种菌为产电菌,即代谢有机物维持生长并将代谢产生的电子排出体外的细菌。食电细菌的这种特性与已发现的任何细菌和生物的代谢都截然不同,是一种极其特殊的,难以想象的生存方式。“发现希瓦氏菌和地杆菌是直接摄入电子并排出电子,这是颠覆性的发现。”
  食电细菌vs普通细菌
  细菌是所有生物中数量最多的一类,对于人类来说,细菌既是最大的敌人也是最好的朋友。不但人体身上也带有相当多的细菌,体内及表皮上的细菌细胞总数约是人体细胞总数的十倍,而且人类也时常利用细菌,例如乳酪及酸奶和酒酿的制作、部分抗生素的制造、废水的处理等,都与细菌有关。然而,食电细菌却与我们平时所了解到的细菌有很大不同。食电菌是以电子为直接营养物质并排泄电子的具有特殊代谢方式的细菌。普通的细菌生长需要更为丰富的营养物质,如碳水化合物、蛋白质、无机盐等,普通细菌在利用这些有机物或无机物为自身的生长提供能量,而食电菌只需要电子为自身供能,这种生长方式极其特别。

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