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認知的重大發現。這一發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的理解，還可能帶來深遠的影響。
傳統觀念中，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“發電式呼吸”。這一發現由萊斯大學的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，早已在極端環境中演化出多種生存方式。深海熱泉、人體腸道等無氧環境，都是它們生存的舞臺。這項研究發現，當細菌處于富含導電材料的環境中時，它們能夠在無氧條件下持續生長，并釋放出電能。這一發現不僅挑戰了我們對細菌代謝的傳統認知，也為未來技術的發展提供了新的啟示。
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，他們共同開發出用于實時監測電子活動的技術。這一成果已在國際學術期刊Cell上發表，引起了廣泛的關注。
這項研究的發現，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的結合開辟了新的途徑。
這一發現還可能推動新型生物傳感器的發展。這類傳感器能夠在無氧環境中運行，適用于醫學檢測、環境污染監控等多個領域。甚至在未來的深空探測任務中，這種傳感器也可能發揮重要作用，開啟智能生物電子技術的新篇章。
