Wie macht man eine Mikrobe, die Metall fressen und Wasserstoff atmen kann?

Wir atmen Sauerstoff in erster Linie, weil er stark elektronegativ ist und daher als Elektronenattraktor im Elektronentransportkettensystem der ATP-Produktion wirkt. Dies ist ein ziemlich spezifisches Stoffwechselsystem und weit davon entfernt, grundlegend zu sein, Tonnen und Tonnen von Bakterien haben diese Art von Energiesystem nicht (tatsächlich haben sogar Menschen zusätzlich zu diesem noch mehrere andere!)

Tatsächlich gibt es wirklich existierende Erdbakterien, die Metalle in ihren Stoffwechselsystemen verwenden und häufig Schwefel oder Sauerstoff aus der Umgebung (oder wahrscheinlich andere Dinge, vielleicht aber nicht Wasserstoff, H2 ist sehr stabil) absorbieren, um Metalle in besser nutzbare zu zerlegen Formen.

Wirklich, Sie müssen nur entscheiden, wie detailliert Sie damit werden möchten. Die Chemie eines völlig neuartigen Stoffwechselzyklus vollständig zu beschreiben, scheint ziemlich schwierig zu sein, sicherlich liegt es über meiner Gehaltsstufe. Gleichzeitig würde ich keine Sekunde an der Plausibilität „einer Bakterie, die [etwas Metall] metabolisiert, indem sie [etwas Gas] in einer sauerstoffarmen Atmosphäre absorbiert“, zweifeln. Verdammt, es gibt wahrscheinlich eine auf der Erde, die der Rechnung entspricht.

Um diese Antwort mit einigen spezifischeren Informationen auszufüllen, können Sie sich ein paar der folgenden Dinge ansehen:

1: Sulfat-reduzierende Mikroorganismen: https://en.wikipedia.org/wiki/Sulfate-reducing_microorganisms – dies sind Beispiele für Bakterien, die Sulfate anstelle von Sauerstoff „atmen“, um ihre Atmung anzutreiben. Mit anderen Worten, sie verwenden Sulfate als letzten Elektronenakzeptor in ihrer Elektronentransportkette. Dies sind jedoch Prokaryoten. Einige davon werden Chemolithoheterotrophs genannt, das ist die Bakterienklasse hier, die eher anorganisches als organisches Material reduziert, was genau das ist, wonach Sie suchen. 2. https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Dissimilatory_metal_reductionHier ist ein kurzer Artikel darüber, wie Mikroben Metalle „verbrauchen“ können, um Energie zu erzeugen. In Ihrem Beitrag sagten Sie, Sie wollten, dass die Mikrobe Metalle konsumiert, um an Masse zu gewinnen, aber denken Sie daran, dass die Masse einer einzelnen Mikrobe zum größten Teil natürlich durch den Skalierungsfaktorunterschied zwischen Volumen (~Masse) und Oberfläche (~max "Fressrate"), damit eine Bakterienkolonie durch den Verzehr von Metallen an Masse gewinnt, muss nur ein Metall als Teil des Stoffwechselprozesses der Kolonie "verbraucht" werden (normalerweise bedeutet dies korrodiert oder oxidiert).

Ich hatte gehofft, ein Beispiel für ein bestimmtes Erdbakterium zu finden, das Ihrem Kriterium entspricht, aber ich konnte es nicht. Nichts an dem, wonach Sie fragen, ist jedoch zu „nicht von dieser Welt“ (yuk-yuk), sicherlich sind die einzelnen Elemente, nach denen Sie fragen, gut dargestellt und ziemlich gut verstanden.

Werfen wir einen Blick darauf, was die Lebewesen tun, die wir kennen. Sie atmen Sauerstoff ein, verbinden ihn mit Kohlenstoff aus ihrer Nahrung und atmen dann Kohlendioxid aus. Die chemische Reaktion von 2 Teilen Sauerstoff mit 1 Teil Kohlenstoff ist exotherm. Das bedeutet, dass bei dem Prozess Energie freigesetzt wird und wir uns deshalb überhaupt darauf verlassen können.

Lassen Sie uns nun einen Blick darauf werfen, was Sie erreichen möchten. Eine Mikrobe, die etwas Metall + h2 verwendet, um ein neues Molekül zu erzeugen und dabei Energie zu gewinnen.

Die Frage kann also umformuliert werden in: Gibt es ein Metall, das in Verbindung mit h2 eine exotherme Reaktion hervorruft?

Jetzt sind meine Chemiekenntnisse leider miserabel. Aber vielleicht kann sich jemand anderes eine exotherme Reaktion von h2 und etwas Metall ausdenken.