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zhang8826857鐵桿木蟲 (著名寫手)
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細(xì)菌大戰(zhàn)漏油會(huì)否造成海洋大面積的死區(qū)？ 已有2人參與
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去年4月20日，BP“深水地平線”外海石油鉆井平臺(tái)發(fā)生故障并爆炸，泄漏的石油污染了墨西哥灣數(shù)千平方公里海域，成為史上最糟糕的漏油事件。如今，墨西哥灣的油污到底清理得怎么樣了？8月初，伍茲霍爾海洋學(xué)研究所（下稱WHOI）發(fā)布了第一份微生物實(shí)戰(zhàn)漏油的研究成果，詳細(xì)解釋了細(xì)菌是如何分解墨西哥灣浮油的。 自然界天生就有嗜油菌，在過去的幾次大型漏油事件中，科學(xué)家在各大洋都發(fā)現(xiàn)了石油降解菌的存在。 這些微生物能在4.7攝氏度的低溫和深海的巨大水壓下以石油為食，目前已知16個(gè)變形菌都是“石油殺手”。例如著名的食堿菌屬Alcanivorax borkumensis（下稱AB），數(shù)量不多，但在每次的漏油事件中，它都是目擊者。它可以分解石油的烴鏈，幫助其他細(xì)菌進(jìn)食石油的其他成分。 與AB類似的是油螺旋菌屬、Thalassolituus oleivorans菌屬（下稱TO）。TO無法與其他微生物合作，實(shí)驗(yàn)室條件下，如果TO數(shù)量增加，AB及其他細(xì)菌的效率就大打折扣了。 此外，解環(huán)菌屬和Neptunomonas菌屬可以分解石油成分中的劇毒物質(zhì)，即那些有著苯環(huán)結(jié)構(gòu)的芳烴，如致癌物質(zhì)多環(huán)芳烴。 遺憾的是，盡管科學(xué)家想通過基因工程促使這些原始的微生物努力工作，更快吃油，卻無甚進(jìn)展。據(jù)微生物生態(tài)學(xué)家凱尼斯·李介紹，分散劑會(huì)刺激微生物生長，細(xì)菌在吞噬石油的同時(shí)也吃掉有毒的分散劑。因此，歷次漏油的善后，都會(huì)使用到分散劑（消油劑），去年墨西哥灣和今天的渤海灣也不例外。而另一些科學(xué)家則懷疑分散劑里的乙二醇丁醚會(huì)殺死某些吃油的細(xì)菌。 阿特拉斯曾負(fù)責(zé)阿拉斯加泄漏方案評(píng)估，包括微生物基因工程。他解釋說，石油由成千上萬種碳?xì)浠衔锘旌隙�，性質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜。微生物群落又有自己的一套，人類很難干涉其行為，讓諸如弧菌或微單細(xì)胞菌大快朵頤。 WHOI的海洋化學(xué)家克里斯·雷迪也認(rèn)為難以控制不聽話的微生物，而且，在降解碳?xì)浠衔镞@個(gè)問題上，沒有任何人造微生物比天然菌落更有效，因此僅憑借自然的力量，誰也不知道微生物何時(shí)能把石油清理完畢。更糟糕的是，對(duì)于沉入深海的油污，人類只能干瞪眼，完全仰仗海底厭氧菌的生物降解能力。 無論如何，對(duì)于微生物的工作效率，直到WHOI此次研究出爐前，學(xué)界一直充滿爭議。 本次研究的意義在于，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)細(xì)菌降解石油的速度遠(yuǎn)比他們預(yù)期要快�！拔覀�?cè)詾槲⑸锏暮粑?yīng)相當(dāng)微弱�！盬HOI的化學(xué)家范·穆伊說，對(duì)微生物而言，要生長、分裂新細(xì)胞總是需要最基本的氮、磷兩種元素作為養(yǎng)分，但它們?cè)诤Ｋ透∮屠锵喈?dāng)罕見。 范·穆伊也驚奇地發(fā)現(xiàn)，浮油內(nèi)部的細(xì)菌降解石油的速度是外部細(xì)菌的5倍。有趣的是，內(nèi)部的細(xì)菌數(shù)量并沒有增加。正常情況下，細(xì)菌消化食物（如石油）的呼吸效應(yīng)中，消耗了食物與氧氣，產(chǎn)生溫室氣體和能量，細(xì)菌將不斷繁殖。但在科學(xué)家的眼皮底下，細(xì)菌卻把能量儲(chǔ)存起來。范·穆伊和同事猜測(cè)，微生物可能把能量轉(zhuǎn)化成其他分子，如糖和脂肪。 細(xì)菌大戰(zhàn)漏油，科學(xué)家同時(shí)擔(dān)心另一個(gè)現(xiàn)象：呼吸作用是否會(huì)消耗過多的溶解氧，造成海洋大面積的死區(qū)。這也是研究者在測(cè)算微生物進(jìn)食石油效率的辦法，通過一個(gè)特殊的傳感器來記錄浮油所在海水的含氧水平。 不過，至少現(xiàn)在，微生物還不是罪魁禍?zhǔn)住?010年的研究顯示，墨西哥灣17個(gè)深水點(diǎn)采集200余個(gè)樣本，在一周時(shí)間內(nèi)，氧飽和度從平均67%下降到59%（TO及其他兩種海洋螺菌濃度在油柱內(nèi)部翻倍），科學(xué)家并未監(jiān)測(cè)到氧氣耗盡的情況。 墨西哥灣導(dǎo)致不計(jì)其數(shù)魚類死亡的死區(qū)，是密西西比河造成的。后者把農(nóng)場(chǎng)的沃土帶入海洋，充滿氮磷的海水讓藻類生長失控，最終耗盡了局部水域的溶解氧。此次研究中所謂微生物的降解速度快，只是既有數(shù)據(jù)的縱比，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法與和“氧氣殺手”藻類相提并論。 （作者為美國芝加哥大學(xué)海洋生態(tài)學(xué)研究生） |
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