科學(xué)家在不可能的地方發(fā)現(xiàn)了生命
在一項(xiàng)近日發(fā)表于《通訊-地球》的研究中，科學(xué)家探究了微生物如何在地球最惡劣的水下環(huán)境中存活。他們分析了脂質(zhì)生物標(biāo)志物——這類特殊脂肪分子能反映生物活性，以此揭示這些生物體的生存策略。該地點(diǎn)的pH值高達(dá)12，是有記錄以來堿性最強(qiáng)的環(huán)境之一，形成了生命極難耐受的條件。
巖芯取自一座新發(fā)現(xiàn)泥火山的藍(lán)色蛇紋巖泥。圖片來源：SO292/2 Expedition Science Party
由于那里的活細(xì)胞數(shù)量很少，往往無法進(jìn)行DNA檢測，研究人員轉(zhuǎn)而使用痕量分析技術(shù)，其靈敏度足以識(shí)別極其微弱的生化信號(hào)。
“我們成功檢測到了脂質(zhì)。”論文第一兼通訊作者、德國不來梅大學(xué)地球科學(xué)系的Palash Kumawat說，“借助這種生物標(biāo)志物，我們能夠深入了解在這種極端環(huán)境中，代謝甲烷和硫酸鹽的微生物所采用的生存策略。”
深海的微生物在全球碳循環(huán)中扮演著重要角色，它們在海底深處處理碳元素及其他各類元素。Kumawat團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的這些微生物群落能量來源并非陽光，而是巖石中的礦物質(zhì)及二氧化碳、氫氣等氣體，過程中會(huì)產(chǎn)生甲烷。這些生化反應(yīng)獨(dú)立于上層海洋進(jìn)行，表明這些微生物生活在一個(gè)自給自足的生態(tài)系統(tǒng)中。
脂質(zhì)分子也能幫助判斷微生物是處于存活狀態(tài)還是古代群落的殘留物。完整的生物分子意味著細(xì)胞是活躍的或近期仍存活，而降解的生物分子則表明來自遠(yuǎn)古的“地質(zhì)分子”化石。
Kumawat解釋說，將同位素?cái)?shù)據(jù)與脂質(zhì)生物標(biāo)志物相結(jié)合，能找到現(xiàn)代和古代微生物種群棲息于這種惡劣環(huán)境的證據(jù)。“這種區(qū)分對(duì)我們在生物量極低、營養(yǎng)匱乏的區(qū)域開展研究很有幫助。”
論文作者之一、不來梅大學(xué)海洋環(huán)境科學(xué)中心的Florence Schubotz強(qiáng)調(diào)這一發(fā)現(xiàn)意義非凡。“這些研究結(jié)果的迷人之處在于，在如此極端的條件下，比如高pH值、低有機(jī)碳濃度，生命竟然可以存在。”她說，“此前，人們推測該系統(tǒng)中存在產(chǎn)甲烷微生物，但一直未能直接證實(shí)。此外，深入了解這樣的微生物棲息地令人振奮，因?yàn)槲覀儜岩稍忌赡苷瞧鹪从谶@類地點(diǎn)。”
該團(tuán)隊(duì)的樣本來自2022年“太陽號(hào)”科考船SO292/2航次期間采集的沉積物巖芯。在此次科考中，科學(xué)家在馬里亞納弧前區(qū)域發(fā)現(xiàn)了此前未知的泥火山，并成功直接從中采集到樣本。
基于現(xiàn)有發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在受控的培養(yǎng)箱中培育這些微生物，以進(jìn)一步了解它們?nèi)绾潍@取營養(yǎng)，以及如何在如此不適宜生存的環(huán)境中持續(xù)存活。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s43247-025-02667-6
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