地球上充滿了看似不適合生命存在的場所。在像海洋泥床深處這樣的區域，氧氣無法滲透。在這樣的缺氧環境中，所有生命——細菌和古菌——的簡單細胞前體蓬勃發展，但更復雜生命形式（稱為真核生物）的單細胞祖先被認為會窒息。現在，新的研究表明，至少有一種真核生物——一種帶殼的、類似變形蟲的生物，稱為有孔蟲——可以透過呼吸氮氣在沒有氧氣的情況下繁榮生長。
丹麥錫爾克堡國家環境研究所的海洋生態學家尼爾斯·里斯加德-彼得森和他的團隊調查了來自瑞典古爾瑪峽灣的沉積物巖芯中的生物群。在深入泥土中，研究人員發現了一個硝酸鹽池，似乎與有孔蟲的丰度相關。這種有孔蟲——Globobulimina pseudospinescens——也含有至少比周圍汙泥高 500 倍的硝酸鹽濃度。在智利康塞普西翁灣採集的第二個沉積物巖芯證實，有孔蟲正在囤積硝酸鹽。
積累硝酸鹽需要能量，因此除非它以某種方式使生物體受益，否則不太可能進行。古菌和細菌透過呼吸周圍泥土中的物質而受益，將硝酸鹽轉化為二氮氣，並在過程中去除它們的有機廢物，這是一種稱為反硝化作用的化學反應。在實驗室中，G. pseudospinescens 持續呼吸硝酸鹽，並且對真核生物組成的仔細檢查表明，它不包含任何可以協助此過程的細菌。相反，該生物體使用其自身的細胞機制來控制該過程，儲存多達一個月的硝酸鹽。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
該發現標誌著首次證明更復雜的動物在反硝化作用（氮迴圈的關鍵部分）中發揮作用，並顯示出在缺氧環境中增殖的能力。G. pseudospinescens 可能獲得了這種技巧，因為硝酸鹽是一種無毒離子，可以安全地儲存，因為該生物體潛入更深的地層。（相比之下，儲存的氧氣，因為它具有很強的反應性，可能會在這些微生物中造成內部破壞。）並且它可能不是孤身一人；在智利沉積物中發現的另外兩種有孔蟲物種顯示出硝酸鹽濃度“比最大孔隙水濃度高出 15,000 倍”，研究人員在今天發表在《自然》雜誌上的論文中寫道。