2022年，研究者利用高灵敏度氧传感器探究了低氧环境中氨氧化奇古菌Nitrosopumilus maritimus的代谢过程。他们发现，当氧气被消耗到1nM左右时，环境中的氧气居然开始缓慢增加，同时还伴有氮气的生成。诶，实验环境并没有引入光合微生物啊，那么这氧气是……？研究者很快意识到，这是一种不同于光合作用的产氧过程。
在这之前，光合作用也并非唯一的产氧过程。已知的生物产氧过程主要包括通过产氧光合作用产生氧气、通过过氧化氢酶和超氧化物歧化酶利用活性氧(ROS)产生氧气、通过高氯酸盐/氯酸盐还原酶利用高氯酸盐/氯酸盐产生氧气；以及亚硝酸盐依赖型甲烷氧化细菌通过一氧化氮歧化过程产生氧气和氮气。经过一系列实验排除与推理，研究者将目光锁定在了一氧化氮歧化途径上，并且大胆认为这是一种全新的产氧过程。

现在简单描述一下具体过程：
（1）氨氧化（灰色线路）：氧气通过氨单加氧酶（AMO）激活氨氧化，NH4+的两个电子进入电子转移链，并被转移到末端还原酶从而还原O2。
（2）氧气发生（黑色线路）：亚硝酸盐被亚硝酸盐还原酶NirK还原为NO。NO发生歧化反应生成O2和N2O。O2在氨氧化过程中被消耗，而N2O则被进一步还原为N2。

｜写在最后
生物领域总有例外，在教科书上强调的“一定”、“唯一”、“不可能”也许会在研究者们探索的过程中一个接一个地被推翻。N. maritimus便是一个鲜明的例子。

参考文献：
Kraft, B.; Qin, W.; Jehmlich, N.; et al. Oxygen and Nitrogen Production by an Ammonia-Oxidizing Archaeon. Science 2022, 375, 97-100. DOI:10.1126/science.abe6733