神奇微生物：竟能将毒一氧化碳转为生物燃料

微生物一直都处于饥饿状态。它们数量众多，无处不在。我们可能肉眼看不到它们，可它们存在于土壤、湖泊、海洋、热液喷口、我们的家中，甚至在我们自己的身体里和上。而且它们并非只是在那里闲逛。总的来讲，它们吃得太多，以致影响了整个星球的元素循环。

生活在我们这个星球上的许多微生物都在竭力保持这些元素循环的完美平衡。然而，事实是，人类的干预已经极大地改变了其中不止一个的平衡。

这听起来相当严峻——从某种程度上来说，的确是这样。是时候做出改变了。改变的关键或许在于我们与地球上每一个生物所共有的一个简单特征。从微观的小生物到体型最大的蓝鲸，一切生物都需要食物。对于微生物来说，食物几乎可以包括任何东西。有些微生物以苹果为食；其他微生物更喜欢乳糖，并帮助我们制作酸奶和奶酪；还有许许多多的微生物喜欢废物的味道。

例如，在净化我们的污水时，这就极为方便。污水处理厂中的数十亿微生物愉快地吞食从我们的下水道冲下来的水中的所有营养物质。这降低了我们生病的风险，并有助于改善地表水的质量。相当惊人，对吧？

在我们的星球上，有些微生物能够将它们的食物转化为我们的燃料。它们同样以废弃物为食。四年来，我一直在研究能产生燃料的微生物，其以一氧化碳为食——这是一种剧毒且易燃的气体，在诸如钢铁生产等过程中会产生。目前，钢铁行业每年大约生产 20 亿吨钢铁，一氧化碳占其废气的 20%至 30%。那些废弃的一氧化碳目前通过燃烧来产生二氧化碳。它毒性较小，但仍然相当有害。然而，消耗一氧化碳的微生物可以将这些大量的废气转化为绿色燃料。

微小的化学家

我在攻读 博士学位 期间研究的消耗一氧化碳的微生物能够产生乙醇，这是一种生物燃料，几十年来已经被 混合 到普通燃料中，使其更环保。

然而，世界上大多数生物乙醇是由粮食作物生产的。这引发了 争论 ，也就是关于燃料与粮食的优先次序问题——当世界上有相当一部分人口在挨饿时，我们真的应该用农作物来为我们的汽车提供动力吗？

幸运的是，我们那些小小的一氧化碳“食客”朋友能够从废气中制造乙醇。我研究了如何推动它们制造 尽可能多的乙醇 ，并且 尽可能快地 完成制造。

为了研究这些小微生物，我让它们在被称为生物反应器的 3 升玻璃容器中生长。每个生物反应器中都含有珍贵的一氧化碳气泡，而我的微生物把这些气泡当作食物来源。我控制着它们摄取一氧化碳的量以及它们生长的速度。我可以添加额外的食物供应，或者比较微生物对一氧化碳突然冲击或持续稳定流的反应。通过所有这些控制，我可以测试我的微生物摄取一氧化碳能力的极限。

但即使对于吃一氧化碳的微生物来说，一氧化碳也可能是有毒的。从本质上讲，这是因为它们实际上无法选择是否要吃一氧化碳。一氧化碳有点像恶霸。如果它在那里，它们就必须吃它，就像在罗尔德·达尔的《玛蒂尔达》中，特朗奇布尔小姐强迫可怜的布鲁斯吃 整个巧克力蛋糕 一样。不过，和布鲁斯很像，吃一氧化碳的微生物具有适应能力。如果它们周围的一氧化碳压力过高，它们就会通过将一氧化碳转化为乙醇来应对。这很方便，因为这意味着如果我们让这些微生物在高一氧化碳压力环境下生长，它们就能为我们制造大量的乙醇。

实际上，这在现实世界中也是具有可扩展性的。

一家名为LanzaTech的美国公司正在全规模的工厂里，把钢厂废气和其他废物流转化为生物乙醇。

所有这一切都是由微生物促成的，这些小小的、我们甚至用肉眼都看不到的化学家：正如 LanzaTech 所说，“用生物回收碳”。

微生物个头很小。但它们却能够产生巨大的变化，并且帮助我们回归一个更具循环性的社会，将废物转化为价值。