微生物总是在饥饿。它们无处不在，数量庞大。我们可能用肉眼看不到它们，但它们存在于土壤、湖泊、海洋、热液喷口、我们的家中，甚至我们体内和体表。它们不只是在那里闲逛。它们总是在吃东西。总而言之，它们吃得太多，以至于影响了整个星球的元素循环。

地球上的许多微生物都竭尽全力保持这些元素循环的完美平衡。但事实上，人类的干预已经显著改变了其中不止一种元素的平衡。

这听起来相当残酷——部分原因也确实如此。是时候做出改变了。改变的关键可能在于我们与地球上所有生物都具有的简单特征。一切都需要食物，从微小的微生物到最大的蓝鲸。对于微生物来说，食物几乎可以是任何东西。一些微生物以苹果为食;另一些则喜欢乳糖，并帮助我们制作酸奶和奶酪;还有许多微生物喜欢垃圾的味道。

例如，在清洁污水时，这非常有用。污水处理厂的数十亿微生物会愉快地吞噬冲入下水道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。很神奇，对吧?

地球上的一些微生物可以将它们的食物转化为我们的燃料。它们也以废物为食。四年来，我一直在研究以一氧化碳为食的燃料生产微生物。一氧化碳是一种剧毒易燃气体，是在钢铁生产过程中产生的。目前，钢铁行业每年生产约20亿吨钢，一氧化碳占其废气的20%至30%。这些废弃的一氧化碳目前被燃烧以产生二氧化碳。二氧化碳毒性较小，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。

小小化学家

我在攻读博士学位期间研究的消耗一氧化碳的微生物可以生产乙醇，这种生物燃料几十年来一直被混合到普通燃料中，使它们变得更加环保。

然而，世界上大多数生物乙醇都是由粮食作物生产的。这引发了关于优先生产燃料还是优先生产粮食的争论——当世界上有相当一部分人口正在挨饿时，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，我们这些以一氧化碳为食的微小朋友可以利用废气制造乙醇。我研究了如何促使它们尽可能快地制造出尽可能多的乙醇。

为了研究这些微生物，我让它们在3升玻璃容器(称为生物反应器)中生长。每个生物反应器中都含有珍贵的一氧化碳气泡，我的微生物会将其用作食物来源。我控制它们可以吃掉多少一氧化碳以及它们的生长速度。我可以添加额外的食物供应，或者比较微生物对突然的一氧化碳冲击或连续稳定的一氧化碳流的反应。通过所有这些控制，我可以测试我的微生物一氧化碳消耗能力的极限。

但即使对于以一氧化碳为食的微生物来说，一氧化碳也是有毒的。本质上，这是因为它们无法真正选择是否要吃一氧化碳。一氧化碳就像一个恶霸。如果有一氧化碳，它们就必须吃掉它，就像罗尔德·达尔的《玛蒂尔达》中特朗奇布尔小姐强迫可怜的布鲁斯吃掉整个巧克力蛋糕一样。不过，就像布鲁斯一样，以一氧化碳为食的微生物也具有很强的适应能力。如果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下生长，它们就会为我们制造大量乙醇。

这在现实世界中也是可扩展的。一家名为LanzaTech的美国公司正在全尺寸工厂中将钢厂废气和其他废物流转化为生物乙醇。所有这些都是由微生物实现的，微生物是肉眼无法看见的微小化学家：“利用生物学回收碳”，LanzaTech表示。

微生物虽然很小，但它们可以带来巨大的变化，帮助我们回归循环社会，将废物转化为价值。现在是时候加入它们的战斗了。

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