在地表下数千英尺处发现光合作用的细菌大量繁殖

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一个国际研究小组发现了一种特殊的蓝藻细菌种群,它们生活在地球表面深处的岩石中,这是一个令人惊讶的发现,因为蓝藻细菌需要阳光才能生存。科学家们大概是这么想的。

本周发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)杂志上的一项新研究称,在西班牙里约热内卢Tinto地区的一个废弃矿井的表面深处意外发现了蓝藻细菌。这个地区是一个被称为“伊比利亚黄铁矿带”的岩层的所在地,由于其与火星的相似之处,特别是其铁和硫的浓度,这个地点在科学家中很受欢迎。

西班牙马德里天体生物学中心的费尔南多·普恩特-桑切斯带领的研究小组在这块岩石深处钻了一个长达2011英尺(613米)的钻孔,并拉出了圆柱形的样本。回到实验室,普内特-桑切斯的团队在岩石缝隙中发现了细菌的痕迹,这并不奇怪。例如,早在2006年,科学家就在地表以下两英里处发现了细菌。然而,令人惊讶的是在岩石样品中发现了活着的蓝藻细菌。这很奇怪,因为蓝藻细菌和植物一样,都是通过光合作用获取能量的,而普通的细菌则以死亡或腐烂的物质为食。

在地表下数千英尺处发现光合作用的细菌大量繁殖-有意思吧

蓝藻是一种适应性强、用途广泛的微生物,能够在大多数环境中找到自己的家,无论是干旱的沙漠还是水生景观。然而,由于蓝藻是光合作用的,科学家们认为它的栖息地无疑是多样的,至少需要一些阳光。蓝细菌,正如新的发现所显示的,比我们想象的更具有适应性。

普恩特-桑切斯和他的同事们惊讶地发现样本中有蓝藻细菌,于是他们回到里约热内卢Tinto收集更多的岩石,不过这次他们采用了更严格的方法来防止污染。但是他们得到了同样的结果,找到了生活在岩石中的蓝藻细菌的踪迹。

到底发生了什么?这些微生物如何能在没有阳光和少量水的情况下在如此极端的深度生存?

通过显微镜观察,地下蓝藻细菌与生活在地表的同类细菌相似。然而,基因分析的结果却略有不同;神秘的蓝藻细菌产生的酶可以将氢转化为有用的能量。研究人员还发现,蓝藻细菌所在的岩石气袋里的氢气含量比蓝藻细菌不存在的地方要低。这表明地下微生物正在消耗氢气来获取它们的燃料。

但是这些微生物是如何进化出这种特性的呢?对于地下生物来说,用研究人员的话来说,进化几乎是不可能的,因为引入和传播有益的突变的机会微乎其微。研究人员认为,生活在地下所需的特征很可能是在其他地方获得的。研究人员在他们的论文中写道,蓝藻随后成为了居住在深层地下的理想选择,因为它们已经适应了生活在岩石中,能够承受严重的营养和环境压力,比如周期性的缺氧。

这一发现表明了生命的弹性和适应性。但正如作者指出的那样,它可以告诉我们一些关于其他行星,特别是火星上生命的起源或存在的信息。如果微生物能生活在地球表面下几千英尺的地方,而且没有阳光和水,那么在太阳系或星系中我们还能在哪里找到生命

 

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