科学家找到了温室效应的原因

地球上高达4%的甲烷来自富含氧气的海水，但科学家们至今仍无法确定这种温室气体的确切来源。现在，研究人员表示他们已经找到了。

做出这一发现的科学家们并非想研究海洋地球化学，而是想寻找新的抗生素。美国国立卫生研究院资助的这个项目正在研究一种名为膦酸盐的不寻常的潜在抗生素，这种抗生素已经在农业和医学领域得到应用。

“我们研究所有含有碳磷键的抗生素，”该项目负责人、伊利诺伊大学微生物学教授威廉·梅特卡夫和基因组生物学研究所教授威尔弗里德·范德东克解释说。“我们在微生物中发现了一些我们认为可以合成抗生素的基因。但它们并没有这样做。它们在做完全不同的事情。”

这种微生物名为亚硝化海洋杆菌（Nitrosopumilus maritimus），是地球上最常见的生物之一，栖息于富氧的公海水域。科学家在这些微生物中发现了一些基因，据称可以产生潜在的抗生素——膦酸。研究人员提取了亚硝化海洋杆菌DNA的必要片段，并将其拷贝转移到大肠杆菌（肠道杆菌）的基因组中，但这种经过改造的细菌并没有像科学家们期望的那样产生抗生素，而是产生了甲基膦酸（甲基膦酸酯）。

研究人员利用这种物质证实了一个之前不受欢迎的假设：海洋中的甲烷是细菌将甲基膦酸酯分解成甲烷和磷酸的产物。

“这个理论只有一个问题，”范德东克说，“甲基膦酸此前从未在海洋生态系统中被检测到。基于已知的化学反应，很难理解这种化合物如何在不借助特殊生物化学原理的情况下生成。”

通过在实验室中大量培养亚硝化海洋细菌（Nitrosopumilus maritimus）以及其他海洋细菌，科学家发现甲基膦酸酯会在亚硝化海洋细菌的细胞壁中积累。当该生物死亡时，其他细菌会破坏甲基膦酸酯的碳磷键，从而吞噬磷——这种元素在海洋中稀有，但对生命至关重要。因此，当甲基膦酸酯的碳磷键断裂时，就会释放出甲烷。

科学家指出，他们的发现将使他们更好地了解地球气候变化的性质。

“我们知道，温室效应的20%来自甲烷，其中4%来自此前未知的来源。我们需要知道甲烷的来源以及它是如何被处理的，才能理解气候变化将会带来什么后果，”威廉·梅特卡夫说道。

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