无需阳光的“吃空气”细菌在南极洲被发现

文章作者:bianji3 | 2018-01-02
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图中是南极洲荒凉地带“亚当斯平地”,实验细菌样本是从这里采集的。最新研究表明,科学家在南极洲发现“吃空气”的细菌。  图中是南极洲荒凉地带“亚当斯平地”,实验细菌样本是从这里采集的。最新研究表明,科学家在南极洲发现“吃空气”的细菌

        南极洲,围绕南极的大陆。位于地球南端,四周被太平洋、印度洋和大西洋所包围,边缘有别林斯高晋海、罗斯海、阿蒙森海和威德尔海等。南极洲由大陆、陆缘冰、岛屿组成,总面积1424.5万平方公里,其中大陆面积1239.3万平方公里,陆缘冰面积158.2万平方公里,岛屿面积7.6万平方公里。全境为平均海拔2350米的大高原,是世界上平均海拔最高的洲。

         大陆几乎全被冰川覆盖,占全球现代冰被面积的80%以上。大陆冰川从中央延伸到海上,形成巨大的罗斯冰障,周围海上漂浮着冰山。

  据报道,目前,科学家在南极洲冰冻垃圾中发现一种“吃空气”的细菌,它们无需阳光或者地热能量,只要存在空气即可满足生存条件。而阳光和地热能量能够驱动所有已知生态系统,这一发现可能会改变我们对外星生命形式的思考。

  澳大利亚新南威尔士大学一支科学家小组将这项研究结果发表在近期出版的《自然》杂志上。寒冷、偏远的南极洲存在沙漠地区,该生存条件不利于南极洲生命形式的存活,气温骤降,水、碳和氮非常少,数月处于黑暗之中,高剂量紫外线辐射以及持续循环的冰冻和解冻,甚至能使石块松解。这种环境很难成为多样性生态系统家园。

       南极洲有着世界上最极端的气候,长久以来,这片大陆一直无人居住,因为那里实在太冷了。1983年,科学家记录下了那里的极端低温:华氏零下129度(约合摄氏零下89度)。南极洲是世界上最干燥的地方,同时也是最“湿润”的,说它湿润并不是因为其降雨量大,而是因为它98%的面积都被冰雪覆盖。南极洲每年的降雨量不足5厘米,因此它也可以称得上是“沙漠”。

  然而,研究人员发现在稀薄的沙漠土壤层中至少存在着微生物种群,这将提出一个疑问:单细胞生物体如何幸存在这样的极端环境条件?

  当环境条件处于最糟糕的情形下,许多生物会进入休眠状态,但是它们也需要能量来维持生存,到目前为止科学家还不是很清楚生物体是如何做到的。

  新南威尔士大学科学家法拉利和她的研究小组使用宏基因组技术,研究了直接从环境中提取的遗传物质,调查研究南极洲东部地区的两个微生物群落:一个邻近威尔克斯地的“凯西研究站”;另一个距离伊丽莎白公主地“戴维研究站”数百公里处。

       土壤样本能够被采集,并且任何基因物质可以分解成为小块之后进行测序,这项技术被称为“猎枪DNA测序(shotgun DNA sequencing)”。这些碎片重组进入单个物种的基因组之中,能够呈现土壤中存在的微生物种类和数量。有趣的是,在他们的研究过程中,法拉利和研究小组发现两种新的细菌种类,它们之前未进行科学分类。

  每个生态系统都是基于“初级制造者”——能够将无机化学物质和能量转变成为活性物质或者生物质的生命形式。多数情况下,“初级制造者”都与光合作用有关,利用太阳光线将大气中的碳转化为糖。

  然而,法拉利和同事却发现南极洲实验站点的结果并非如此,相反,他们通过基因线索发现了微生物的新陈代谢,其中包括两种最新发现的微生物,它们可以直接从大气层中的氢、二氧化碳和一氧化碳中产生能量。

  法拉利指出,然而多数生态系统是由太阳能或者地热能量提供能量的,南极洲沙漠表面的“初级制造者”主要以大气层微量气体为食。

  这是首次报道发现地球上存在“吃空气”的生命形式,法拉利表示,除了提高我们对南极洲极端环境的生存能力理解之外,它还将“开启对其它星球上支持生命的大气气体的可能性。”

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