據(jù)外媒報道,德國波恩大學(xué)(the University of Bonn)最近的一項研究表明,俗稱藍(lán)綠藻的藍(lán)藻細(xì)菌,在光的幫助下,能夠從水和二氧化碳中產(chǎn)油。該研究的結(jié)果有點(diǎn)出乎意料,因為直到現(xiàn)在,人們都認(rèn)為此種能力只適用于植物。不過,如今的研究表明,藍(lán)綠藻還能夠成為飼料或燃料,而且無需在耕地上種植。
油菜籽、鱷梨和橄欖樹的共同點(diǎn)是都被人類用來制油或脂肪。不過,在光的幫助下,從水和二氧化碳中產(chǎn)油的能力是從單細(xì)胞藻類到巨大的紅杉等所有植物都特有的功能。波恩大學(xué)植物分子生理學(xué)和生物技術(shù)研究所(IMBIO)的生物學(xué)家Peter D?rmann教授解釋表示:“這是第一次證明藍(lán)藻細(xì)菌也能做到這一點(diǎn)?!?/p>
到目前為止,專家們都一直認(rèn)為藍(lán)藻細(xì)菌不具備此種特性,畢竟,只是一種細(xì)菌,即使其俗稱“藍(lán)綠藻”似乎表明其不是細(xì)菌。不過,此種細(xì)菌在許多方面與植物有很大的不同:與橄欖樹相比,藍(lán)藻細(xì)菌與大腸桿菌的關(guān)系更近。D?rmann表示:“有文獻(xiàn)中曾表示,藍(lán)藻細(xì)菌可能含有油,但是從未得到證實。”
D?rmann在IMBIO工作多年,一直在研究一種酶,此種酶能夠在催化植物合成油的其中一個步驟中起作用,在葉綠體中很活躍,而葉綠體是負(fù)責(zé)光合作用的綠色細(xì)胞成分。正是由于上述物質(zhì),植物才能在陽光的幫助下產(chǎn)生高能量的化合物。
很多科學(xué)家懷疑葉綠體源自藍(lán)藻細(xì)菌,這是因為,與其他細(xì)菌不同,此種細(xì)菌也能夠進(jìn)行植物特有的光合作用,釋放氧氣。根據(jù)這一理論,在10億多年前,一個原始的植物細(xì)胞“吞噬”了一個藍(lán)藻細(xì)菌,然后該細(xì)菌在該細(xì)胞內(nèi)存活,并為其供應(yīng)光合作用產(chǎn)物。D?rmann解釋表示:“如果此種內(nèi)部共生假說成立,那么葉綠體的油合成酶可能就源自于藍(lán)藻細(xì)菌?!?/p>
D?rmann與博士生Mohammed Aizouq合作,在各種藍(lán)藻細(xì)菌的基因組中尋找一種基因,此種基因要與參與植物油合成的酶的基因組類似。最后,科學(xué)家們成功在藍(lán)綠藻中發(fā)現(xiàn)了一種叫做?;D(zhuǎn)移酶的基因,植物酶也屬于該基因組。進(jìn)一步的試驗表明,藍(lán)藻細(xì)菌確實能夠利用此種酶產(chǎn)油,即使此種酶的數(shù)量很少也可做到。
從進(jìn)化生物學(xué)的角度來看,此種結(jié)果表明,植物葉綠體中的某些油合成機(jī)制可能起源于藍(lán)藻細(xì)菌。不過,如今的植物都主要采用其他代謝途徑來產(chǎn)油。此外,該結(jié)果可能為生產(chǎn)植物飼料或生物燃料開辟新道路。因為,與油菜籽等油料植物不同,藍(lán)藻無需耕地就可生長,只需含有培養(yǎng)基和足夠陽光與熱量的容器就可以。
因此,藍(lán)藻細(xì)菌可能適用于沙漠,用于生產(chǎn)汽車發(fā)動機(jī)用油,而且不會與糧食作物形成競爭關(guān)系。特別是因為燃燒只能釋放二氧化碳,而此類二氧化碳是藍(lán)藻細(xì)菌在產(chǎn)油過程中從空氣中提取的。因此,微生物還能夠為保護(hù)氣候做出貢獻(xiàn)。無論如何,生長在海洋中的藍(lán)藻細(xì)菌吸收了大量的溫室氣體。據(jù)估計,如果沒有藍(lán)藻細(xì)菌,大氣中二氧化碳的濃度將是現(xiàn)在的2倍。
D?rmann解釋表示:“類似的實驗已經(jīng)在綠藻上進(jìn)行,不過,此類物質(zhì)很難維護(hù),而且無法輕易通過生物技術(shù)優(yōu)化,讓其達(dá)到最高的產(chǎn)油率。與藍(lán)藻細(xì)菌不同,波恩大學(xué)研究的物種只能產(chǎn)少量的油。盡管如此,其他物種的產(chǎn)油量也可能會更高?!贝送猓c其他細(xì)菌類似,藍(lán)綠藻的基因也可被輕易改造?!耙虼?,利用生物技術(shù)手段,顯著提高其油產(chǎn)量是完全有可能的?!?/p>
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