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科學家發現一種細菌,它們是南極版小仙女,靠吃空氣就能活


- 2018年4月18日16時53分
- 科學文摘 / 玩物主義

玩物主義

科學家發現一種細菌,它們是南極版小仙女,靠吃空氣就能活圖片

科學家們在南極洲發現了神奇細菌,它們以食氫、一氧化碳和二氧化碳為生,能在南極這片食物極其稀缺、生存條件最極端的土地上存活下來。

澳大利亞新南威爾斯大學(University of New South Wales)的研究小組說道,南極極寒、長時間沒有陽光照射、有大面積的冰蓋和沙漠,強烈的紫外線輻射,以及凍融循環的風化作用強烈,除此之外,南極還沒有淡水。


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這種鳥不拉屎的地方微生物怎麼活!其一,這裡的土壤都不能用貧瘠來形容了,有機碳含量極低,微生物根本無法獲取營養;其二,大部分時間沒有陽光照射,你可能不需要光合作用,但微生物不行啊,它們要產生能量的。

綜上所述,這裡微生物存在的幾率 0。但科學家們就是有本事讓你服氣,他們最善於打破你的常識。研究人員從南極大陸兩個無冰的地方——魯賓遜嶺(Robison Ridge)和亞當斯平原(Adams Flat)採集了土壤樣本,通過用霰彈槍測序方法,居然發現了兩組以前未知的細菌 wps - 2 和 AD3 。

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南極魯濱遜嶺

說到這裡,你是不是想問,這些細菌到底咋活下來的?難道它們有超能力,不用吃不用喝?


原來這些極端環境中的細菌有一種基因,讓它們與土壤中的氫和一氧化碳產生高度親和力。所以即便在沒有陽光、水、熱量、營養這樣「多無環境」中人家依舊活的很瀟洒,因為它們只吃空氣,像小仙女只需喝露水一樣。

下一步科學家們就要研究它們的分布情況了,因為這些細菌太好養活了,所以在那些貧瘠的外星球上可能也會有它們的身影。所以,外星生命的存在還是有很大可能的。

讓你大跌眼鏡的可能不止南極這些吃空氣的細菌,因為就在去年英國科學家發現在南極沿海 2,400 米深完全見不到光亮的地方隱藏著一個「消失的世界」。那裡生活著大量的海洋生物,包括科學界還未發現過的蟹類、章魚類和海星類等物種。

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這些生物就更厲害了,因為它們生活在被稱作熱水孔的海下火山口上面。火山口意味著什麼?熱啊!這些熱水孔噴出的黑煙使附近的水溫能達到 380 攝氏度,足以讓金屬鉛融化!

水下 2,400 米意味著什麼?黑啊!根本一點陽光沒有,這就奇怪了,它們怎麼活啊。科學家的猜測是, 這些生物依靠分解濃煙中高毒性的化學物質來獲取能量。你沒有看錯,是高毒性的化學物質,這些生物原來有百毒不侵的鋼身鐵骨,難怪別的物種活不下來,人家活下來了。

科學家爆料,此次發現的 20 多種新物種中數量最多的是一種「雪人蟹」,長約 16 厘米,多達 600 只聚集在火山孔附近。這種蟹的胸腔長有濃密的茸毛,科學家認為這些茸毛是這種蟹用來為自己培育食用細菌的。

這些生物在如此惡劣的環境中生存將幫助科學家弄清生命的起源,以及它們是否能在其他星球上存在,看來外星球上的潛力股還很多啊。

時間再向前延伸到 2012 年,因為這一年科學家們在南極也有重大發現。南極洲東部冰原下方的沃斯托克湖裡存在某種活體生物,這次也是一種細菌。

2012 年 2 月俄國科學家在經過幾年的鑽孔後終於打破了沃斯托克湖冰凍的表面。沃斯托克湖位於冰下 3.5 千米深處,自 1,400 萬年前南極洲冰凍起它就與世隔絕了。

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自 2012 年 5 月起,俄國聖彼得堡核物理研究所的謝爾蓋·布拉特(Sergey Bulat)和同事一直在研究凍結在鑽孔口的湖水樣本。他們發現鑽孔口內部充滿了煤油。幾個月後他們在鑽孔流體里,而非湖水裡,發現了細菌。

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布拉特將研究重心轉移到 DNA 樣本上。通過對比已知污染物資料庫里的 DNA 序列號,他鑑別出屬於 19 種不同細菌物種的 DNA 短分段。所有的細菌都來自污染物或者來自人體皮膚的細菌。

其中有一種細菌極為罕見,因為它與其它任何已知細菌相似度都不超過 86%,所以很有可能是一種新的細菌。下面問題來了,這到底是何方神聖?對此科學家給出的猜測是,它可能來自於湖底,因為那裡有沉積物可以提供充足的食物。

關於在南極發現微生物是不是意味著如果外星環境與地球上的極端環境類似,就有可能演化出生命這個話題,一些科學家表示不認同。他們認為,我們忽略了南極冰層下方的水體交換,這個作用因素可能導致冰下湖存在特殊的循環體系,有助於生命的存在。

比如,科學家在南極冰層下方的 Whillans 冰下湖發現了不同類型的微生物,它們位於深達 800 米的冰層下方,顯然這裡灰常黑暗寒冷,但有意思的是科學家發現這些神秘的微生物可通過岩石等渠道獲得能量來源。

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那麼,到底這些極端環境下生存的細菌能不能幫助我們尋找外星生命呢?


其時其中是存在一些內在聯繫的。比如一些外星環境與地球上的極端環境很類似,像是那些沸騰的溫泉、永久凍土、深海熱泉等地方。這些地方看起來不適宜居住,但仍有一些生物存活甚至繁榮生長著,科學家將這種生物叫做極端生物。

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第一隻極端生物是 40 年前在黃石國家公園的溫泉中發現的,研究人員發現這種微生物能在溫度高達 89 攝氏度的溫泉中繁茂生長。後來科學家還在深海熱泉中發現了龐貝蠕蟲和南極磷蝦。

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再比如,在澳大利亞西部的一個島嶼當中,有一個神秘的湖泊——希利爾湖。這個湖泊的獨到之處就在於它擁有著天然的粉紅色湖水!根據報導,研究人員終於找到了湖水變成粉紅色的原因——由於一種極端的嗜鹽微生物所致。

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還有一個地方因極端生物成了人間天堂,這就是塞內加爾的維德角,它位於非洲大陸最西端,那裡沙丘綿綿、黃沙漫天,然而令人意想不到的是,維德角金色的沙漠裡還隱藏著一個美麗的粉紅色湖泊——玫瑰湖(Lake Retba)。

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玫瑰湖呈粉紅色是杜氏鹽藻造成的。杜氏鹽藻是一種嗜鹽微生物,它們會產生一種紅色的色素,這種色素能夠吸收陽光、進行自我繁殖,進而把整個湖泊變成粉紅色。

我們都知道,死海因為含鹽量極高几乎沒有生命可以存活而得名。但近年來,科學家通過對死海生物嗜鹽桿菌的研究發現,死海生物具有超強的 DNA 自我修復能力,所以死海「不死」,湖底的沉積物中還有綠藻和細菌存在。這些發現為科學家認識外星生物提供了依據。

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獲取這些信息後,科學家就開始探索,這些極端生物是否能在充滿了二氧化碳的火星表層或者深層永久凍土環境中生存。在 2011 年,日本海洋地球科學局進行了一項研究,幾種極端生物接受了比地球強約 40 萬倍的極端重力測試,科學家將極端生物放置在高速旋轉的離心機里,這是為了模擬宇宙中的超強加速度。

經測試,發現一種叫做脫氮副球菌的極端生物,不僅在極端重力的折磨下活下來了,還野蠻生長著。這項研究就告訴人們,首先找到地球上的極端生物,然後再模擬外星極端環境,這為發現外星生命開闢了一條道路。至少這個方法給我們尋找外星生命提供了一個線索。


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