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      發(fā)電的細菌可以幫助推動未來的太空任務嗎
      
			
      
				2019-04-12 10:19:22
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      人類不是唯一利用電力的人。一些細菌也通過產(chǎn)生從其表面如導線延伸以在距離上傳輸電子的結構來做到這一點。現(xiàn)在，美國宇航局位于加利福尼亞硅谷的艾姆斯研究中心的科學家正在探索這一現(xiàn)象，看看他們是否可以利用這些特殊微生物來執(zhí)行未來太空任務的基本功能 - 從發(fā)電到處理廢水或生產(chǎn)藥物。通過實驗發(fā)射到國際空間站，研究人員將看到微生物在太空中的作用是否與在地球上的作用相同。
      

      發(fā)電的細菌可以幫助推動未來的太空任務嗎
      

      為了了解這種被稱為Shewanella oneidensis MR-1的細菌的罕見能力，你必須知道周圍移動的電子與生命有什么關系。電子從一個分子轉(zhuǎn)移到另一個分子對于所有生物都是必不可少的，因為它可以產(chǎn)生生存所需的能量。人類依賴氧氣的一個原因是，我們細胞內(nèi)的這種能量產(chǎn)生鏈反應是通過將電子轉(zhuǎn)移到氧分子來提供動力的。其他能吸氧的東西也是如此，包括Shewanella。但是，這種微生物的特殊之處在于它還有一個備用系統(tǒng)，當環(huán)境氧氣含量低時它會啟動。Shewanella保持冷靜，并通過使用鐵和錳等金屬來產(chǎn)生能量。
      

      由John Hogan和Michael Dougherty領導的Ames太空生物科學部門的一個團隊一直在研究Shewanella，以更好地了解它如何實現(xiàn)這一電子改組的壯舉。一種方法是通過生物膜的形成。在生物膜中，許多單個細菌粘在一起，沿著表面形成薄膜。生物膜的常見例子是牙醫(yī)清潔牙齒的牙菌斑和浴室里的肥皂渣。
      

      Shewanella通常在含金屬的表面(例如巖石)上形成生物膜。細菌可以使用從外表面延伸的非常薄的附屬物(稱為細菌納米線)與巖石中的金屬分子直接接觸。它們非常薄 - 大約10納米，比人類頭發(fā)薄約10,000倍。就像電線從插座上傳輸電力給手機充電一樣，從細菌的角度來看，它們可以長距離傳輸電子?？茖W家認為，這些生物也可以使用納米線相互連接，將電子傳遞給社區(qū)的其他成員。
      

      這些卓越的能力激發(fā)了研究人員如何使用它們。隨著人類進一步進入太陽系，宇航員將需要更長時間生產(chǎn)自己資源的方法。Shewanella等細菌的潛在應用包括開發(fā)用于太空和地球的微生物燃料電池等技術。例如，在廢水處理中，這些燃料電池使用Shewanella等微生物來消耗廢水中的有機廢物，同時收獲它們產(chǎn)生的電力以幫助處理系統(tǒng)本身。
      

      作為第一步，Ames團隊正在第15次SpaceX貨物再補給任務中向空間站發(fā)起一項名為Micro-12的實驗，以研究Shewanella如何在減少太空重力的情況下改變。他們將檢查它是否能夠以與地球相同的速率傳輸電子，以及它形成生物膜的方式是否受到影響。所收集的數(shù)據(jù)將幫助NASA了解這些生物在那里生長所需的東西以及我們?nèi)绾文軌蛟谔罩惺褂盟鼈儯瑸槲磥淼纳С窒到y(tǒng)和長期人類進入太陽系的任務奠定基礎。
      
			

			
        
      
			
      
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