极端酸性环境中微生物的多样性

二、极端酸性环境中微生物的多样性

极端酸性环境中的微生物呈多样性。原核嗜酸微生物(细菌和古生菌)是这类极端环境中的优势菌群(表2-8)，但同时也发现了一些专性嗜酸的真核微生物，包括真菌、酵母、藻和原生动物。它们可与原核嗜酸微生物构成稳定的微生物群落。

极端酸性环境中微生物的营养类型呈多样性。这类极端环境中的初级生产主要由化能自养型原核微生物(铁和硫氧化菌)完成，光能自养真核微生物(微藻)起辅助作用。异养型微生物也很容易从极端酸性环境中分离到，它们的多数为食腐类，在一定程度上依赖化能自养嗜酸微生物分泌或裂解释放的碳源生长。专性嗜酸异养微生物包括古生菌、细菌、酵母和原生动物。一些原核类嗜酸异养菌对铁的氧化-还原有直接影响。此外，极端酸性环境中还可以分离到混合营养型微生物。一些铁氧化细菌和硫氧化古生菌既能营化能自养型生活，又能利用有机物生长。光能自养型红藻Galdieriasulphuraria在黑暗中也可营异养型生活。

嗜酸微生物对温度具有广泛的适应性，根据其最适生长温度的差异，嗜酸微生物可分为三类:嗜温(Topt20～40℃)、嗜热(Topt40～60℃)和极端嗜热(Topt＞60℃)。极端嗜热嗜酸菌几乎均为古生菌，嗜热嗜酸菌既有古生菌，又有细菌(主要为G⁺细菌)，而嗜温嗜酸菌则主要是一些杆状的G－细菌。对低温环境中的嗜酸微生物目前还知之甚少，但有证据显示，在0℃条件下，嗜酸细菌可加速矿物的氧化。

不同嗜酸微生物对氧有不同的需求，大多数嗜酸菌被认为是专性好氧型，但也分离到一些专性或兼性厌氧型嗜酸菌，它们能以有机物或无机物的氧化去还原三价铁。Fe²⁺/Fe³⁺的氧化还原电势为770mV(pH2.0)，对那些以Fe²⁺的氧化为唯一能源的嗜酸菌而言，氧是唯一可利用的电子受体。但是，对那些以SO为电子供体的化能自养或混合营养型嗜酸菌而言，可通过下述反应还原Fe³⁺:

S=6Fe³⁺+4H₂O→HSO₄^-+6Fe²⁺+7H⁺

该反应的自由能为314kJ/mol，可为菌体的生长代谢提供能量。

表2-8　　　　　　　　　　嗜酸原核微生物

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