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        缺氧不是生命的障礙
        
			
        
				2019-06-28 09:36:57
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			  來(lái)源：
			
        
		
        
				
		
        
			
        黃石國(guó)家公園的溫泉可能是極端的環(huán)境，但它們?nèi)菁{了各種各樣的微生物，可以揭示地球上生命的演變，也許還有潛伏在遙遠(yuǎn)星球上的東西。
        

        缺氧不是生命的障礙
        

        雖然光合作用的生命不能容忍溫泉的高溫，但化學(xué)合成的微生物 - 意味著它們僅依靠化學(xué)物質(zhì)而不是陽(yáng)光作為它們的能源 - 在那里做得很好。許多這些奇特的微生物被認(rèn)為是我們這個(gè)星球上最早的生命最親近的現(xiàn)代親屬。
        

        “化學(xué)合成微生物提供了有用的模型，用于了解生命如何在地外系統(tǒng)中持續(xù)存在，例如歐羅巴的地下，例如，光能不可用，但化學(xué)能源的來(lái)源可能很多，”蒙大拿州的地質(zhì)微生物學(xué)家丹尼爾科爾曼說(shuō)。博茲曼州立大學(xué)。
        

        2014年，Colman和他的同事從黃石國(guó)家公園的15個(gè)溫泉中收集了化學(xué)合成微生物群落的樣本。溫泉是復(fù)雜的環(huán)境，即使在同一個(gè)溫泉內(nèi)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的可用性也會(huì)有很大差異?？茽柭治隽诉@些變異如何影響任何給定點(diǎn)可能存在的化學(xué)合成群落的種類(lèi)。
        

        科爾曼和他的團(tuán)隊(duì)在FEMS微生物生態(tài)學(xué)雜志上發(fā)表的論文“黃石溫泉中浮游和沉積物相關(guān)的化學(xué)營(yíng)養(yǎng)微生物種群的生態(tài)分化”中詳述了他們的發(fā)現(xiàn)。
        

        研究人員研究了浮游生物，即自由游動(dòng)的微生物，或生活在沉積物中的微生物，然后檢查了水的化學(xué)性質(zhì)和沉積物的礦物學(xué)。
        

        他們專(zhuān)注于被稱(chēng)為氧化劑的物質(zhì)，它通過(guò)從營(yíng)養(yǎng)物中剝離電子來(lái)幫助生物捕獲能量。盡管人類(lèi)和許多其他生物依賴(lài)于氧作為其主要氧化劑，但化學(xué)合成微生物依賴(lài)于提供較少能量的其他氧化劑，例如被氧化的鐵和硫的形式(氧化材料已經(jīng)失去電子)。
        

        科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，黃石中的浮游生物群落中都是微生物細(xì)菌，這些細(xì)菌需要氧氣才能存活，但濃度低于地球大氣中的濃度。相比之下，黃石中的沉積物群落主要是化學(xué)合成微生物，其依賴(lài)于無(wú)機(jī)物質(zhì)如元素硫或氧化鐵作為其氧化劑。
        

        缺氧不是生命的障礙
        

        這些發(fā)現(xiàn)揭示了沉積物中溫泉微生物與水中溫泉微生物的不同之處和原因。生活在水中并暴露于空氣中的微生物可以利用空氣中的氧氣作為氧化劑，而沉積物中可能缺氧的微生物則必須與其他種類(lèi)的氧化劑結(jié)合使用。研究人員預(yù)計(jì)，地球上的早期生命受到氧化劑可用性的限制，并且必須與它們周?chē)奈镔|(zhì)相關(guān)。宇宙中其他地方的生活也可能如此。
        

        “理解當(dāng)前與環(huán)境因素相關(guān)的微生物分布可以提供一個(gè)關(guān)于生命如何隨著地球歷史和生命進(jìn)化歷史的變化而變化的觀念，”科爾曼說(shuō)。
        

        科爾曼對(duì)黃石公園的地下微生物群落特別感興趣，因?yàn)樗鼈冊(cè)谀承┓矫婵赡茴?lèi)似于歐羅巴等地的外星環(huán)境。由于在國(guó)家公園的土地上禁止任何類(lèi)型的鉆探，因此對(duì)黃石國(guó)家公園的淺層高溫地下生物圈的性質(zhì)甚至存在都一無(wú)所知。
        

        科羅曼說(shuō)，美國(guó)國(guó)家航空航天局對(duì)這項(xiàng)研究很感興趣，因?yàn)榱私恻S石溫泉的生命，有可能揭示生命如何在溫度和壓力同樣高，營(yíng)養(yǎng)成分低的外星環(huán)境中茁壯成長(zhǎng)。“這些環(huán)境在天體生物學(xué)研究方面尚未得到充分研究，但作為可能存在于土衛(wèi)二，火星或木衛(wèi)二上的外星居住環(huán)境的可訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)似物具有巨大潛力，”科爾曼說(shuō)。
        

        例如，正如黃石溫泉的沉積物含氧量低，“我們預(yù)計(jì)其他行星體地下環(huán)境中的生命可能會(huì)受到長(zhǎng)期缺氧等氧氣的困擾，并需要與氧化劑有關(guān)。這提供了更少的能量，“科爾曼說(shuō)。
        
			

			
          
        
			
        
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