原标题:氢气是驱动海底热泉生物圈的原始能源

风

景

海底热泉是50年前发现的一种海底风景。

令人惊叹的是，在这个超高压，几乎是地球上最神秘的区域，竟然也有丰富的生物圈。

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海底热泉

这样一个特殊的生物圈和地球表面上完全不同，地球表面生物的能量来源，几乎都是植物光合作用产生的化合物化学能。

但海底热泉没有阳光，生物无法进行光合作用。它们的能量来源又来自哪里呢？

利用氢气产生ATP

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这个特殊的现象，吸引了许多学者对此研究。它们发现，这里的生物竟然是利用氢气作为基础能源。

这里的海水中含有非常高浓度的氢气，细菌利用这些氢气产生ATP，并能把二氧化碳固定为有机物如甲烷，这样不仅能给生物体系提供能量，也能提供构建有机体的有机化合物。

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海底热泉的生物系统

海底热泉的一个重要特征是含有超高浓度的氢气，氢气的浓度可以达到数毫摩尔（1个大气压氢气溶解度只有1mM）。

因为水温高于周围海水，造成这里的海水密度相对较低，浮力作用下这些热海水会慢慢上升。随着热海水上升，和周围海底的含氧气的冷水产生混合，沿着水流方向附近周围形成温度和化学成分的横向稳定梯度。

这些温度和化学成分驱动不同类型的细菌和古菌定居，它们能适应不同的温度、氧气浓度和氢气浓度。

在这个系统中，氢气被氧化为氢离子（质子）释放的能量是一种重要的无机能源，能提供非常高的能量（237 kJ/mol H2），这种能量可以帮助微生物产生大量ATP，并能帮助自养微生物固定二氧化碳。

氢气的重要地位

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氢气氧化微生物在海底热泉生态系统中具有关键地位，因为这是生态系统利用环境能源的入口。

海底热泉的研究也提示，地球生命早期就是利用氢气完成的早期进化。氢气是地球生命的催化剂。

这些研究也让我们深入理解，氢气在整个生命体系中的重要地位。

本文来自氢思语

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