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牡蛎和贻贝等珊瑚礁和硬壳海洋生物不断受到威胁，不仅受到气候变化和栖息地丧失等压力因素的不利影响，还受到微生物的威胁。亚利桑那州立大学的研究人员已经发现了一种特殊类型的蓝藻，一种光合微生物，如何能够进入并生活在固体碳酸盐中，这种碳酸盐是构成珊瑚骨骼和贝壳的主要矿物 - 加速了它们的侵蚀并给贝类养殖者带来了麻烦。
能够做到这一点的生物，被称为euendoliths，感染许多种岩石，但他们特别擅长钻入由碳酸钙组成的岩石类型，如用于制作雕塑，建筑物和其他人造建筑物的石灰石和大理石。
该研究的主要作者，生命科学学院博士候选人布兰登·吉达说：“这些生物可以挖掘碳酸盐并生活在岩石内部的机制到目前为止，似乎是一个真正的谜团，似乎违反了化学定律但现在我们更清楚他们是如何做到的。“ 他们的发现证实了以前的几个假设。
Guida和他的导师，亚利桑那州立大学文理学院自然科学院院长Ferran Garcia-Pichel在本周的科学期刊“美国国家科学院院刊”的早期网络版上发表了他们的研究结果。科学家们发现，这些破坏岩石的微生物以协调的方式协调许多细胞的活动，将矿物质钙运输到地表，就像传送带一样。从未在细菌中观察到这种细胞到细胞的钙转运。
任何细胞内的钙过多都会产生毒性，而所有已知的生命形式都会使其内部的钙含量非常低。然而，这种特殊的蓝细菌可以通过其细胞移动大量的钙。为了防止钙在大多数细胞中变得有毒，它们会产生一些特殊细胞 - 一种以前从未见过的“钙库”，以帮助以有组织的方式储存和调节钙的释放。
“在这种单一细菌中观察到的细胞特化和组织水平非常显着。我们的研究支持这样的观点，即细菌不仅仅是简单的单细胞生物，而且可以是复杂的，有组织的，真正的多细胞，”Guida补充道。
“这些研究结果对细胞生物学和环境的影响超出了这项特殊的研究，”该研究的合着者，生命科学学院的教授加西亚 - 皮切尔说。“这些微生物告诉我们如何使用光能以小规模运输材料，以及如何有效地设计可用于岩土工程的工艺，或作为目标脱钙剂工作。经过30多亿年的进化调整，微生物经常为我们提供这样的学习时刻。“
虽然这项研究回答了许多问题，但仍有更多问题，例如为什么这些微生物首先存在，以及它们如何在细胞内钙浓度下存活下来，科学家们确实观察到了这些问题。研究人员表示，接下来的步骤将是研究这种蓝藻所使用的基因，并研究这些细菌是否实际消耗了岩石中的碳。“我们现在假设观察到的钙转运只是图片的一部分，并且这些微生物实际上可能正在使用光合作用中钻孔过程中释放的碳，主要是吃岩石，这将非常棒，”Guida说。
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