微生物一直都很餓。它們大量地生活在各處。我們可能無法用肉眼看到它們，但它們存在于土壤、湖泊、海洋、熱液噴口、我們的家中，甚至存在于我們的體內(nèi)和體表。他們不只是在那里閑逛。他們總是在吃東西?？偟膩碚f，它們吃得如此之多，以至于影響了整個星球的元素循環(huán)。

生活在我們星球上的許多微生物盡最大努力保持這些元素循環(huán)在完美的平衡中運(yùn)行。然而，事實(shí)是，人類的干預(yù)已經(jīng)大大改變了其中不止一種平衡。

這聽起來相當(dāng)殘酷——在某種程度上確實(shí)如此。是時候做出改變了。改變的關(guān)鍵可能在于我們與地球上所有生物共有的一個簡單特征。從微小的到最大的藍(lán)鯨，一切都需要食物。對于微生物來說，食物幾乎可以包括任何東西。有些微生物以蘋果為食;有些人喜歡牛奶中的糖(乳糖)，幫助我們制作酸奶和奶酪;很多很多微生物都喜歡垃圾的味道。

例如，當(dāng)涉及到清潔污水時，這是非常方便的。污水處理廠里數(shù)以億計(jì)的微生物愉快地吞噬著沖進(jìn)下水道的水中的所有營養(yǎng)物質(zhì)。這降低了我們生病的風(fēng)險，并有助于改善地表水的質(zhì)量。很神奇，對吧?

地球上的一些微生物可以將它們的食物轉(zhuǎn)化為我們的燃料。它們也以垃圾為食。四年來，我一直在研究生產(chǎn)燃料的微生物，它們以一氧化碳為食，一氧化碳是一種劇毒、易燃的氣體，在鋼鐵生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生。目前，鋼鐵行業(yè)每年生產(chǎn)約20億噸鋼鐵，一氧化碳占其廢氣的20%至30%。這些一氧化碳廢物目前被燃燒產(chǎn)生二氧化碳。它的毒性較小，但仍然相當(dāng)有害。然而，消耗一氧化碳的微生物可以將這些大量的廢氣轉(zhuǎn)化為綠色燃料。

微小的化學(xué)家

我在博士期間研究的消耗一氧化碳的微生物可以生產(chǎn)乙醇，這種生物燃料已經(jīng)被混合到普通燃料中幾十年了，使它們更環(huán)保。

然而，世界上大部分的生物乙醇是由糧食作物生產(chǎn)的。這引發(fā)了關(guān)于燃料優(yōu)先于食物的爭論——當(dāng)世界上很大一部分人口在挨餓的時候，我們真的應(yīng)該用農(nóng)作物來驅(qū)動我們的汽車嗎?

幸運(yùn)的是，我們這些吃一氧化碳的小朋友可以從廢氣中制造乙醇。我研究了如何促使他們盡可能多、盡可能快地生產(chǎn)乙醇。

為了研究這些小微生物，我讓它們在3升的玻璃容器中生長，這種容器被稱為生物反應(yīng)器。每個生物反應(yīng)器中都含有珍貴的一氧化碳?xì)馀?，我的微生物將其作為食物來源。我控制它們攝入多少一氧化碳以及它們生長的速度。我可以增加額外的食物供應(yīng)，或者比較微生物對突然的一氧化碳沖擊或連續(xù)穩(wěn)定的一氧化碳流的反應(yīng)。有了這些控制，我就可以測試我的微生物吃一氧化碳的能力的極限。

但即使對以一氧化碳為食的微生物來說，一氧化碳也是有毒的。從本質(zhì)上講，這是因?yàn)樗麄儾荒苷嬲x擇是否要吃一氧化碳。一氧化碳是一種惡霸。如果有，他們就得吃，就像特朗奇布爾小姐強(qiáng)迫可憐的布魯斯吃掉羅爾德·達(dá)爾的《瑪?shù)贍栠_(dá)》里的整個巧克力蛋糕一樣和布魯斯一樣，吃一氧化碳的人也很有彈性。如果它們周圍的一氧化碳壓力太高，它們就會把一氧化碳轉(zhuǎn)化成乙醇。這很方便，因?yàn)檫@意味著如果我們讓這些微生物在高一氧化碳壓力下生長，它們會為我們制造大量乙醇。

這在現(xiàn)實(shí)世界中也是可以擴(kuò)展的。一家名為LanzaTech的美國公司正在將鋼鐵廠的廢氣和其他廢水轉(zhuǎn)化為生物乙醇。所有這一切都是由微生物——我們甚至無法用肉眼看到的微小化學(xué)家——實(shí)現(xiàn)的:正如LanzaTech所說，“用生物回收碳”。

微生物很小。但它們可以產(chǎn)生巨大的變化，幫助我們回到一個更循環(huán)的社會，把廢物變回價值。是時候加入他們的戰(zhàn)斗了。

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