在微生物世界里，能源的获取与利用犹如一场精妙绝伦的生命魔法。我们熟知微生物能够利用各种有机物、无机物来维持生命活动，但当我们将目光聚焦于单质碳——这种看似纯粹简单的碳形态时，不禁心生疑问：理论上，微生物直接利用单质碳作能源，究竟是一场轻松可行的能量盛宴，还是充满艰难险阻的未知挑战呢？

01，直接利用单质碳作能源可行吗？

由于毕业多年，我的化学全部还给了老师了，其实当年四大化学也差点挂科。

我认为，直接利用碳的难度很大，我认为最主要原因是碳太稳定了！碳成为目前生物的基本骨架，一个重要原因就是碳本身极其稳定。

我们从百度百科了解下，要想让碳和其他元素结合，需要的条件：

结合氧 　　

C+O2==点燃==CO2（化合反应） 　　

2C+O2==点燃==2CO（化合反应）

作为还原剂：

　　碳还原氧化铜：

　　C+2CuO==高温==2Cu+CO2↑（置换反应）

　　碳还原氧化铁：

　　3C+2Fe2O3==高温==4Fe+3CO2↑(置换反应)

　　 碳还原二氧化碳：

　　C+CO2==高温==2CO（化合反应）

与强氧化性酸反应：

C+2H2SO4(浓）==加热==CO2↑+2SO2↑+2H2O

C+4HNO3（浓）==加热==CO2↑4NO2↑+2H2O

从上述内容我们可以清晰的发现，碳的反应，其实相当难，要不是点燃，要不是高温。即使面对强氧化性酸，仍然需要加热，要知道在这种酸情况下，很多生物直接会被碳化。

碳在“常温”下具有稳定性，不易反应，故古代名画现代能保存，书写档案要用碳素墨水。

02，碳为什么这么稳定？

至于碳为什么这么稳定，我想这可能涉及到化学问题，估计是轨道问题。这个我忘了，所以我就不说了，欢迎化学高手指点。

所以，我认为，在上述极端条件下，生物能否有这么多的能量把碳激活，或者能否承受这么剧烈的条件，对此我表示怀疑。

自然界中，生物利用碳的过程，最典型的是光合作用，其实已经是二次利用了。而这个过程的条件涉及到了光能激发、电子跳跃和酶的参与。最近跟人讨论过光合作用，知道其能量的要求。

当然，由于我孤陋寡闻，所以，我不太清楚自然界是否存在可以直接利用碳的生物。

但是，我怀疑，在极端条件下，一些生物或许可以，比如火山口附近或者深海地热泉那里，一些古菌也许可以完成这些内容。

03，再来个碳循环图

附上碳循环图，请留意碳单质本身的循环。

综上所述，微生物直接利用单质碳作为能源，似乎并非一件轻而易举之事。

来源: 李雷