科研人員近期在探索細菌生存機制的過程中，取得了一項顛覆傳統(tǒng)認知的重大發(fā)現。這一發(fā)現揭示了細菌一種全新的“呼吸”方式，不僅深化了我們對生物技術和能源系統(tǒng)的理解，還可能帶來深遠的影響。

傳統(tǒng)觀念中，許多生命體依賴氧氣進行能量代謝。然而，這項研究卻表明，某些細菌并不需要氧氣，而是通過一種名為“胞外呼吸”的過程，向外排出電子，完成能量轉換，實現了一種獨特的“發(fā)電式呼吸”。這一發(fā)現由萊斯大學的Caroline Ajo-Franklin教授及其團隊完成，博士生Biki Bapi Kundu為論文的第一作者。

胞外呼吸的關鍵在于一種叫做萘醌的天然化合物。這種化合物如同“分子信使”，在細菌與外部環(huán)境之間傳遞電子。研究團隊通過跨學科的方法，融合了生物學與電化學的知識，揭示了細菌這一前所未有的代謝策略。他們指出，這種機制不僅簡潔高效，而且使細菌在缺氧條件下仍能分解營養(yǎng)物質，釋放能量。

細菌作為地球上最古老的生命形式之一，早已在極端環(huán)境中演化出多種生存方式。深海熱泉、人體腸道等無氧環(huán)境，都是它們生存的舞臺。這項研究發(fā)現，當細菌處于富含導電材料的環(huán)境中時，它們能夠在無氧條件下持續(xù)生長，并釋放出電能。這一發(fā)現不僅挑戰(zhàn)了我們對細菌代謝的傳統(tǒng)認知，也為未來技術的發(fā)展提供了新的啟示。

為了深入理解這一機制，研究團隊結合計算機建模與實驗驗證，模擬了細菌的代謝行為。加州大學圣地亞哥分校的Palsson實驗室也參與了這一研究，他們共同開發(fā)出用于實時監(jiān)測電子活動的技術。這一成果已在國際學術期刊Cell上發(fā)表，引起了廣泛的關注。

這項研究的發(fā)現，不僅揭示了細菌如何利用外部電子傳輸維持生命活動，還為未來的技術發(fā)展提供了新思路。在廢水處理和生物制造過程中，通過調控電子轉移，可以提升系統(tǒng)的效率。這一機制還可能被用于結合可再生電力捕獲二氧化碳，為綠色技術的發(fā)展提供生物基礎。這種類似于植物光合作用的機制，為生物技術與能源系統(tǒng)的結合開辟了新的途徑。

這一發(fā)現還可能推動新型生物傳感器的發(fā)展。這類傳感器能夠在無氧環(huán)境中運行，適用于醫(yī)學檢測、環(huán)境污染監(jiān)控等多個領域。甚至在未來的深空探測任務中，這種傳感器也可能發(fā)揮重要作用，開啟智能生物電子技術的新篇章。