微生物怎么以铁为食？

对于依赖于隐藏的地下铁结构（如洒水装置和输油管道）的行业来说，腐蚀微生物是一个代价高昂的威胁。南丹麦大学的研究人员最近的一项研究揭示了微生物诱导腐蚀（MIC）背后的机制，提供了有助于防止损害的见解。

　　

管道、洒水装置和其他无氧环境中的基础设施容易受到微生物诱导腐蚀（MIC）的影响，这是一种微生物降解铁基结构的过程，可能导致代价高昂的损坏甚至倒塌。

与生锈不同的是，生锈是由与氧的化学反应引起的，MIC发生在无氧环境中。微生物在铁本身上繁殖，产生破坏材料的破坏性反应。这种腐蚀每年给工业造成数十亿美元的损失，特别是在石油和天然气等行业。因此，识别和防止腐蚀背后的微生物活动是很重要的。

现在，来自南丹麦大学的Satoshi Kawaichi和Amelia-Elena Rotaru教授发现了一种微生物菌株如何以极其有效的方式腐蚀铁的新细节。这项研究是由丹麦独立研究基金授予Amelia-Elena Rotaru的Sapere Aude基金资助的。该研究发表在npj Biofilms and Microbiomes杂志上。

这项研究驳斥了长期以来的观点，即这些微生物向环境中释放酶来腐蚀铁，并让它们为微生物的生长产生营养。相反，研究人员表明，微生物直接附着在铁表面，利用细胞壁上的粘性酶提取所需的物质，而不会浪费能量释放可能无法到达铁表面的酶。

一旦附着在铁表面，微生物就会开始腐蚀，在材料表面迅速形成一层黑色膜。微生物会在这层黑色薄膜下迅速形成凹坑，几个月之内，就会发生严重的损坏。肉眼可见的5克铁颗粒在一两个月内就会生物降解成黑色粉末。

同时也是环境负担

根据研究人员的说法，像这样的微生物适应是微生物如何学会在人造环境中茁壮成长的一个例子。在这种情况下，马里帕卢迪甲烷球菌已经学会了依靠铁结构生存并有效地从铁结构中获取能量。

这种微生物适应不仅带来了经济负担，也带来了环境负担：

这些微生物是产甲烷菌，也就是说它们会产生甲烷。甲烷是一种强效的温室气体，因此它确实引起了一些担忧，即适应人类制造的建筑环境的微生物会更有效地产生甲烷。这些新的适应可能会刺激甲烷排放的增加，Amelia-Elena Rotaru说。

产生甲烷的微生物也在各种矿物颗粒上茁壮成长，这些矿物颗粒是由气候变化和其他人为活动释放到自然环境中的。这些颗粒来自工业、农业、森林火灾、河流径流、融化的冰川等，它们可能促进某些产生甲烷的微生物的活动。

目前，Rotaru研究小组的成员正在调查格陵兰岛的冰川融化颗粒，看看这些颗粒如何影响甲烷排放到大气中。

Adaptation of a methanogen to Fe0 corrosion via direct contact