加拿大魁北克Institut Armand-Frappier国家科学研究院研究员Sarah Piché-Choquette和PhilippeConstant 最近在Appl Environ Microbiol发表了一篇论文，对氢气在土壤等微生物生态系统中的核心地位进行了分析，并提出了研究能分解氢气的细菌是认识这个问题的重要角度。
有学者提出，地球早期大气含有丰富还原性气体如甲烷和氢气，含量丰富的氢气能作为生物体系的直接电子供体。由于氢气结构简单，具有原始原料物质的特点，且氢气在脂水溶液中强大扩散能力，氢气失去电子被氧化相对容易，使氢气最可能成为是原始生物能量利用的最便捷能量物质。大量研究提示，原始生命能利用氢气提供的电子合成ATP。即使今天的生物圈，仍然有数千种微生物的氢化酶具有合成和分解利用氢气的能力，氢化酶微生物分布广泛，在水域、陆地和生物宿主体内都大量存在。虽然氢气已经被认为是推动全球可持续发展的未来能源，但是氢气对维持和驱动生物化学循环中的重要地位并没有被足够重视。
本文从对氢化酶的生理作用，分类和分布等特征进行综合分析，对这些酶的在微生物种群分布和最近实验研究证据进行整合发现，土壤微生态中，氢气氧化分解微生物是驱动沿着氧气浓度梯度碳循环的关键物种。作者建议应该通过群体水平和个体水平方法，聚焦氢氧化分解微生物对氢气在碳循环的影响和氢氧化微生物本身碳循环开展深入研究，获得培养和非培养条件下氢气在微生物生态循环过程中的核心作用细节。这些研究将对于理解微生物生化代谢过程，开发、利用和保护微生物多样性，都可能具有十分重要的意义。
这个文章的作者曾经在2017年发表过研究论文，提出根瘤菌中高浓度氢气是影响土壤内菌群的重要基础，是固氮菌改良土壤的重要原因。如果氢气对土壤菌群的改良是如此重要和关键，只需要给土壤通入一定浓度的氢气或者用氢水进行浇灌，就可以实现改良微生物的目的，氢肥的作用价值可见一斑。对动物和人体来说，氢水漱口、饮用氢水或坐浴和洗澡都有可能改变局部的菌群种类，这种改变可能是氢气产生生物学效应的重要基础。氢气改良土壤基于菌群，氢气保护健康可能也是优化菌群。
KhdhiriM, Piché-Choquette S, Tremblay J, Tringe SG, Constant P. 2017. The tale of aneglected energy source: elevated hydrogen exposure affects both microbialdiversity and function in soil. Appl Environ Microbiol 83:e00275-17
Piché-ChoquetteS1, Constant P2. Molecular hydrogen, a neglected key driver of soilbiogeochemical processes. Appl Environ Microbiol. 2019 Jan 18. pii:AEM.02418-18.
