核心提示：电缆细菌是近些年发现的丝状细菌，能够在厘米级的距离输送电子，从而在沉积物中，使深层缺氧的硫化物氧化过程和表层氧或氮的还原过程耦合起来。
电缆细菌是近些年发现的丝状细菌，能够在厘米级的距离输送电子，从而在沉积物中，使深层缺氧的硫化物氧化过程和表层氧或氮的还原过程耦合起来。电缆细菌的活性引起了沉积物中地球化学的改变，同时其他的细菌族群也可能受惠于电缆细菌与氧的这种电连接。这些电缆细菌在全球海洋、淡水沉积物和含水层中都有分布，直接参与硫、氧、碳和氮循环。通过其对电子的重新排布所导致的pH梯度和电场，电缆细菌还间接影响了铁、钙、钴和砷的循环，以及其栖息地的所有离子流。在淡水沉积物中，电缆细菌能使硫酸盐还原减少4.5倍，同时明显降低甲烷排放。电缆细菌还被证明与自养型硫化物氧化剂的碳素同化作用相关，也与铁循环细菌在海洋沉积物中的分布有关。
来自丹麦、比利时和奥地利的科学家团队利用显微观察、宏基因组测序、激光显微切割和拉曼显微技术，展示了这些关联的动力学和紧密型、初步鉴定出了参与其中的细菌、并提出了这些细菌聚集物和电缆细菌纤丝之间电子传递的可能机制。他们发现多种细菌会在呼吸中的电缆细菌的缺氧部分紧密聚集游动，而当电缆细菌与氧的联结破坏时，这些细菌又立即分散开(图1)。拉曼显微镜观察表明，聚集的细菌在靠近电缆细菌时呈现更多的氧化态，却很少有物理的接触。这说明其间通过某些可溶性媒介进行着潜在的电子转移。宏基因组测序表明这些聚集的细菌多数是需氧菌，包括有机营养型、硫化物氧化剂、以及可能的铁氧化剂，这些细菌都能够传递电子给电缆细菌用于其呼吸作用。电缆细菌与这些细菌的合作和紧密关系也许能够解释氧气是如何通过电缆细菌影响微生物群落，以及如何在缺氧环境中影响微生物生命进程的。
图1 显微切割使电缆细菌旁的聚集细菌分散
参考文献：
Bjerg, J.J., Lustermans, J.J.M., Marshall, I.P.G. et al. Cable bacteria with electric connection to oxygen attract flocks of diverse bacteria. Nat Commun 14, 1614 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-37272-8
