近日，科研人員在細菌生存機制方面取得了新發現，揭示了一種不同于傳統認知的“呼吸”方式，這一突破可能對生物技術和能源系統產生深遠影響。

研究顯示，某些細菌并不依賴氧氣進行代謝，而是通過向外排出電子來完成能量轉換，從而實現“發電式呼吸”。這一過程被稱作“胞外呼吸”（extracellular respiration），其關鍵在于一種名為萘醌（naphthoquinones）的天然化合物，它像“分子快遞員”一樣幫助細菌將電子傳遞至外部環境。

該研究由萊斯大學教授Caroline Ajo-Franklin帶領團隊完成，第一作者為該校博士生Biki Bapi Kundu。他們指出，這種機制既簡潔又高效，使細菌能在缺氧條件下仍可分解營養物質并釋放能量。研究融合了生物學與電化學的多學科方法，揭示了細菌代謝中此前未被發現的策略。

在現代生物中，大多數生命體依賴氧氣作為最終電子受體來完成能量代謝。然而，由于細菌存在于地球的時間遠早于動植物，它們已在極端環境中演化出多種生存方式，例如深海熱泉或人體腸道等無氧環境。

研究人員結合計算機建模與實驗驗證，發現當處于富含導電材料的環境中時，這些細菌能夠在無氧條件下持續生長并釋放電能。合作團隊還包括加州大學圣地亞哥分校的Palsson實驗室，他們共同模擬了細菌的代謝行為，進一步開發出用于實時監測電子活動的技術。

這項成果已發表于國際學術期刊Cell，不僅闡明了細菌如何利用外部電子傳輸維持生命活動，也為未來技術發展提供了新的思路。例如，在廢水處理和生物制造過程中，通過調控電子轉移可提升系統效率；同時，該機制還可被用于結合可再生電力捕獲二氧化碳，類似植物的光合作用，為綠色技術提供生物基礎。

此外，這一發現還可能推動新型生物傳感器的發展。這類傳感器可在無氧環境中運行，適用于醫學檢測、環境污染監控，甚至在未來的深空探測任務中發揮作用，開啟智能生物電子技術的新階段。