細菌在魚鰓中吃氨

來自Radboud大學的微生物學家和魚類研究人員發(fā)現(xiàn)了一種全新的共生關(guān)系：魚鰓中的細菌將有害的氨轉(zhuǎn)化為無害的氮氣。環(huán)境微生物學報告本周早些時候公布了結(jié)果。魚類產(chǎn)生大量的氨，這是蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)生的廢物。氨也污染了他們所居住的水，而且濃度過高甚至可能是致命的。微生物學家Huub Op den Camp解釋說：“我們?nèi)祟愅ㄟ^尿液排出尿液中過量的氨。魚通過鰓來排泄。” “在奈梅亨，我們專注于鑒定和繁殖含氨的細菌，如厭氧氨氧化酶。” 因此，鰓是開始尋找魚類中氮循環(huán)細菌的合理首選。

準備鰓

研究確實表明，斑馬魚和鯉魚的鰓都充滿了微生物。為了識別這些微生物，除DNA指紋外，微生物學家還使用了各種顯微技術(shù)和同位素測量。“為實驗準備鰓是具有挑戰(zhàn)性的，它與我們習以為常的大不相同，”Mike Jetten說。“鰓弓中的軟骨使切片薄切片極難進行顯微鏡研究。” 但微生物學家最終取得了成功：圖1顯示了鰓組織中細菌的電子顯微鏡圖像。

最終，生物學家從魚身上取下鰓進行進一步研究。即使這樣，他們?nèi)匀划a(chǎn)生氮氣，這意味著細菌仍然活躍。生物學家還想確定細菌攝入多少氨。為此，他們必須確定水族箱中的氮平衡。由于連續(xù)的水交換和生物過濾器，這也是一項艱巨的任務(wù)，生物過濾器也會去除一些氨。在間歇喂養(yǎng)的魚中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)31%的飼料最終以氨水的形式存在于水中。在連續(xù)喂魚中，這只有18%; 大部分氨已經(jīng)轉(zhuǎn)化為氮氣，從水中無害地逃逸出來。

喂養(yǎng)戰(zhàn)術(shù)

一種新型共生的發(fā)現(xiàn)并不經(jīng)常發(fā)生。“在進化過程中的某些時候，魚類接受了這些細菌，這被證明是一種成功的策略，”Op den Camp說。“現(xiàn)在的問題是細菌是否也存在于斑馬魚和鯉魚以外的物種中。我們懷疑這種共生現(xiàn)象在淡水魚中很常見，但這仍有待證實。” 該研究還為水產(chǎn)養(yǎng)殖提供了一個教訓。“喂養(yǎng)導致氨生產(chǎn)達到頂峰。對于魚類和細菌之間的共生，如果氨更好生產(chǎn)更加穩(wěn)定。因此，通常少量飼料，而不是每天喂食一次或兩次。細菌 - 以及魚類 - 受益于這種喂養(yǎng)策略。幾乎所有的生物都受益于持久性。“

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