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2024-06-17 | 科技島

第三種生命形式可能改變能源生成方式



第三種生命形式可能改變能源生成方式


來自澳洲蒙納許大學(Monash University)的科學家在古菌(Archaea)中有一項重大發現,這可能會顛覆對生命演化的理解,同時對未來的能源技術產生深遠影響。


編譯/Cynthia




來自澳洲蒙納許大學(Monash University)的科學家在古菌(Archaea)中有一項重大發現,這可能會顛覆對生命演化的理解,同時對未來的能源技術產生深遠影響。





第三種生命形式可能改變能源生成方式
科學家發現古菌能產生氫酶,是很有效率的化學催化劑,將改變未來能源技術。示意圖。圖取自 Getty Images



地球上的生命多元性




地球上的生命可分為三大類,古菌、細菌和真核生物。真核生物如動植物,其細胞內含有核和其他膜狀結構;相對地,古菌和細菌屬於原核生物,不具備這些複雜的細胞結構。儘管古菌與細菌在顯微鏡下相似,但它們在生物代謝和適應能力上有顯著差異。自1970年代發現古菌以來,科學家們認為這些生物與其他兩類有所區別,特別是在代謝過程中。最近蒙納許大學的研究人員發現項個新事件,可能徹底改變我們對古菌的看法。




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古菌的氫酶之謎




最新研究發現,古菌不僅能產生氫酶,而且這種氫酶已存在超過20億年。這項研究發表於《細胞》期刊,發表古菌如何透過氫酶在極端環境中生存。研究團隊分析數千種古菌的基因組,並在實驗室中成功合成這些氫酶。結果顯示,古菌中的「FeFe」氫酶是所有三大生命領域中最小且最複雜的氫酶。這項發現挑戰大眾對古菌的先前認知,即僅限於細菌和真核生物才能擁有這樣的能力。




研究團隊從全球各地收集了大量古菌樣本,並對其基因組進行詳細分析。他們發現,這些古菌中存在一種特殊的酶〔FeFe氫酶),不僅體積小,結構也相當複雜。科學家們在實驗室成功合成這些氫酶,並進行多方面的功能測試。研究結果顯示,這些氫酶在產氫效率和穩定性方面遠超現有的化學催化劑,這可能為未來的能源技術開創新的可能性。




古菌與生命演化的關鍵角色




根據生物學理論,第一個真核生物可能是由古菌與細菌進行氫氣交換後形成的內共生。這過程揭示氫氣在生命進化中的關鍵角色,並可能重新定義我們對能源生成的觀念。科學家們認為,這項研究不僅有助於解析生命起源之謎,還可能為未來的能源技術帶來全新的發展思路。




未來氫能的關鍵




工業上利用氫氣通常需要昂貴的化學催化劑,相較之下,自然界中的生物催化劑不僅效率高且極具韌性。研究領導者Chris Greening指出,可以從自然中學習,利用古菌的氫酶來改進氫能源技術,實現更高效率和環保的能源生成方式。這些生物催化劑不僅能降低成本,還能提升能源利用效率,減少對環境的影響。




最近發現的古菌中的氫酶不僅揭開新的生命進化之謎,也為綠色能源技術帶來重要突破。這些古菌能在極端環境中生存,其氫酶被認為可能成為實現零排放能源的關鍵。生物催化劑的使用具有高效、穩定和可持續等優點,遠勝於傳統的化學催化劑,對未來能源技術的發展至關重要。科學家們期待進一步研究,挖掘這些古菌的潛力,並將其應用於更多高效的能源技術中,以推動綠色能源的革命性進步。




資料來源:Popular Mechanics



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