美科学家发现具有成矿作用的新型微生物

美国科学家2004年3月中旬在威斯康星州西南部一处废弃铁矿床的深处，发现一种能够“制造”极为细长的纳米级晶体的新型微生物。这种微生物和细长微晶体的发现，为人们探索生物成矿作用的机制开启了一扇更广阔的窗口。

3月12日出版的《科学》杂志发表了这项研究成果：来自加州大学伯克利分校和威斯康星-麦迪逊大学的研究人员不仅描述了这种由微生物制造的细长晶体的结构，而且对“制造”过程进行了深入分析。

据论文主要作者、加州大学伯克利分校地球与行星科学教授JillBanfield介绍，这种晶体的独特性主要表现在它的直径/长度比非常大：直径仅有几个纳米而长度达到10微米，相差千倍以上，与人的发丝比例接近。

另一作者、威斯康星-麦迪逊大学物理学教授GelsominaDeStasio表示，生物成矿作用广泛存在于自然界，骨骼、牙齿、贝壳以及一些坚硬的生物材料的形成都与此有关。微生物制造晶体有多种用途。一些细菌合成磁铁矿用于导航，另一些能够降解有毒金属。但这次发现的具有如此高直径/长度比的晶体结构以往从未出现过。研究人员推测产生细长结构的原因在于微生物体内长链聚合物的影响。

为辨明形成这种晶体的具体化学过程，研究小组运用了威斯康星-麦迪逊大学同步辐射研究中心的储存环产生的X射线以及一种新型显微镜，观察微生物聚合物和晶体间的化学作用，结果发现微生物聚合物确实是生成这种细长晶体的模板――由此也揭示出这种生物成矿作用的核心。

自然界中合成物质使用模板的现象比比皆是，但是动物和微生物如何在分子水平上应用模板却一直是个谜，因为同时考察柔软轻盈的聚合物模板和它异常坚硬的矿物生成品非常困难。这次美国科学家开创性地联合运用X射线光谱和显微镜的方法，为解开这个自然之谜提供了新手段。研究人员认为，这一进展将有助于人类模拟大自然创制的材料杰作，从而开辟仿生合成的新途径。