岩石自养生物

岩石自养生物是一种从矿物（无机）来源的还原化合物的反应中获取能量的生物体。 两种类型的自养生物以其能量来源为特征； 光能自养生物从光中获取能量，而化学自养生物（化能自养生物或化学自养生物）从化学反应中获取能量。 化能自养生物完全是微生物。 光合自养生物包括大型植物群，例如植物； 这些不具备使用还原化合物的矿物资源作为能源的能力。 大多数化学自养生物属于细菌域，而一些属于古细菌域。 岩自养生物细菌在其能量释放反应中只能使用无机分子作为底物。 名称中的岩石营养部分是指这些生物使用无机元素/化合物作为电子源，而名称中的自养部分是指它们的碳源是 CO2。 许多岩石自养生物是极端微生物，但这并非普遍如此，有些可以被发现是酸性矿井排水的原因。

岩石自养生物的还原化合物来源极为特殊。 因此，尽管自养生物在使用无机化合物方面表现出多样性，但一种特定的自养生物将仅使用一种无机分子来获取能量。 化学无机营养的例子是厌氧氨氧化细菌 (ANAMMOX)，它使用氨和亚硝酸盐产生 N2。

一些化学无机营养生物使用氧化还原半反应进行新陈代谢，还原电位较低，这意味着与使用有机营养途径的生物体相比，它们不会收集大量能量。 这导致一些化学无机营养生物，例如亚xxx单胞菌，无法直接还原 NAD+； 因此，这些生物体依靠反向电子传输来还原 NAD+ 并形成 NADH 和 H+。

岩石自养生物参与许多地质过程，例如母质（基岩）风化形成土壤，以及硫、钾和其他元素的生物地球化学循环。 未发现的微生物自养微生物菌株的存在是基于其中一些循环的理论，因为需要它们来解释诸如铵在铁还原环境中的转化等现象。 岩石自养生物可能存在于地表深处（已在地球表面以下 3 公里远的地方发现）、土壤和内生岩群落中。 由于它们负责释放许多重要的营养物质，并参与土壤的形成，因此自养生物在维持地球上的生命方面发挥着至关重要的作用。 例如，氮循环受氨氧化古细菌、厌氧氨氧化细菌和xxx螺菌属的完全氨氧化 (COMAMMOX) 细菌的活动影响。

一些环境危害，例如铵 (NH4+)、硫化氢 (H2S) 和温室气体甲烷 (CH4)，可以通过化学自养生物转化为对环境危害较小的形式，例如 N2、SO42- 和 CO2。 尽管长期以来人们认为这些生物体需要氧气来进行这些转化，但最近的文献表明这些系统也存在厌氧氧化。

岩石自养微生物群落导致了被称为酸性矿山排水的现象，其中尾矿堆和裸露岩面中的黄铁矿利用氧气进行代谢，产生亚硫酸盐，当溶解在水中时会形成具有潜在腐蚀性的硫酸 并暴露在空气中的氧气中。 酸性矿山排水会极大地改变地下水和溪流的酸度和化学性质，并可能危及动植物种群。 类似于酸性矿山排水的活动，但规模小得多，也存在于自然条件下，例如冰川的岩石床、土壤和距骨，以及深层地下。