人類的好朋友——產(chǎn)甲烷菌

陽光明媚的午后，編者帶著孩子到附近山里的農家樂游玩，美麗的風光，充滿質樸氣息的鄉(xiāng)村田園，可口噴香的飯菜，再加上鴨子、母雞和牛等禽畜不時發(fā)出的嘎嘎、咕咕和哞哞等聲響，一副耐人回味的立體畫面呈現(xiàn)于眼前，此時此刻的父女是那樣的幸福。

突然，女兒小眉頭一皺，對我說：“什么味道這么臭??？”編者看了下四周，回答：“是農民伯伯家養(yǎng)的動物們排放的大小便發(fā)出的氣味?！迸畠航又f：“多難聞啊，堆在那里還破壞風景，對環(huán)境也會造成污染?！本幷呋貜停骸笆前?，其實除了你說的，這本身還是種資源浪費。畢竟，這些糞便是可以做有機肥的……”

甲烷分子

實際上，采用一些技術和措施，這些糞便不僅會被消解掉，其過程還可產(chǎn)生甲烷（一種優(yōu)質能源燃料）。有機垃圾變廢為寶的過程，著實讓人欣喜，但有多少人知道其中的主要功臣竟是肉眼不可見的微生物呢？接下來，編者將著重圍繞產(chǎn)甲烷菌進行介紹，希望讀者朋友能夠有所了解。

一、產(chǎn)甲烷菌為何方神圣

產(chǎn)甲烷菌實為統(tǒng)稱，泛指能夠將有機或無機化合物代謝轉化成二氧化碳和甲烷的古細菌。產(chǎn)甲烷菌分布極其廣泛，幾乎每一個與氧隔絕的環(huán)境中，都有它們的身影。比如，水（海）底沉積物、濕地土壤、植物體內，以及動物消化道等。

產(chǎn)甲烷菌

產(chǎn)甲烷菌是嚴格厭氧（有氧氣無法生長繁殖，甚至死亡）的原核生物，是一類具有重要功能和意義的環(huán)境微生物，同自然界碳素循環(huán)（有機和無機含碳化合物在生物和非生物作用下的一系列相互轉化過程）關聯(lián)緊密。

受研究手段所限，人們對產(chǎn)甲烷菌的認知史還不足170年。然而，在嚴格厭氧操作技術發(fā)明之后（又以美國微生物學家亨蓋特于1950年發(fā)明的亨蓋特厭氧滾管技術最具代表性），其研究漸呈爆發(fā)之勢，現(xiàn)在是當之無愧的研究熱點和焦點。

巴氏甲烷八疊球菌（Methanosarcina barkeri）和甲酸甲烷桿菌（Methanobacterium formicium）是最早被研究人員分離出的產(chǎn)甲烷菌，之后隨著厭氧分離技術的改進，以及分析和鑒定手段的不斷更新，越來越多的新產(chǎn)甲烷菌得以發(fā)現(xiàn)。先后已有超過5種的產(chǎn)甲烷菌完成了全基因組測序，人們對其細胞結構、代謝途徑和適生環(huán)境等也已有了較為深入的了解。

二、產(chǎn)甲烷菌的特點

1、生長緩慢

不同種類產(chǎn)甲烷菌的細胞壁結構和成分各不相同，有的屬于革蘭氏陽性菌，有的則屬于革蘭氏陰性菌。但它們共同的特點，除了嚴格厭氧外，就是生長繁殖異常緩慢。

它們的生長速度用“龜速”形容一點都不為過，甚至還要再慢許多。其他種類的微生物，少則十幾分鐘，多則幾天便可繁殖一代，而產(chǎn)甲烷菌則要十余天，或是幾十天才行。就這還是在人工培養(yǎng)條件下取得的“佳績”呢，要是回到自然條件下，這一時間還要延遲。

2、“挑食”

產(chǎn)甲烷菌菌落（由單個細胞或一堆同種細胞在固體培養(yǎng)基表面或內部形成的肉眼可見的細胞群落）微小在微生物界是出了名的，不仔細觀察，真可能視而不見。產(chǎn)甲烷菌之所以生長如此緩慢，同其“挑食”密不可分。

產(chǎn)甲烷菌最愛吃的“食物”多為簡單物質，如氫氣、二氧化碳、甲酸和乙酸等。然而，自然界中哪來足夠的簡單有機物供其“吃飽喝好”呢。要知道，自然環(huán)境中絕大多數(shù)有機物都是比較復雜的。產(chǎn)甲烷菌只能寄希望于其他微生物成長繁殖后，再將復雜有機物分解成簡單有機物供其“果腹”。唉，這種先看別人大魚大肉，待其酒足飯飽之后，方可“拾人牙慧”的滋味也真是夠憋屈的。

三、人類的朋友，自然的功臣

產(chǎn)甲烷菌之所以能夠把垃圾中的有機物轉化成甲烷，是因為它們可以通過新陳代謝，把有機物中的碳同環(huán)境中的氫相結合。目前，公認的甲烷微生物合成途徑主要有三條，分別是以乙酸（鹽）為底物，以氫氣和二氧化碳為底物，以及以甲基類化合物為底物的合成途徑。其中，又以第一條合成途徑所產(chǎn)甲烷量最多（逾自然界產(chǎn)甲烷量的六成），第二條途徑次之。

也正是因為產(chǎn)甲烷菌的這一功用，才使得環(huán)境中的酸性物質不至大量累積。否則，那么多其他種類的微生物將復雜有機物質分解后，環(huán)境中的酸含量便會上升，到達一定程度后甚至就連地球這個美麗星球都可能被腐蝕掉。

最后，需要強調的是產(chǎn)甲烷作用同樣發(fā)生在人和動物的腸道之中。雖然人類消化不需要產(chǎn)甲烷作用，但對于牛和羊而言產(chǎn)甲烷菌不可或缺，它們能夠將草料中的纖維素轉化為有利牛羊吸收的營養(yǎng)物質。

小小的產(chǎn)甲烷菌可謂用處多多，是人類、動物和大自然等不可分的好朋友。

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