@ 2018.10.08 , 11:00

首次发现生活在完全黑暗中的蓝藻

一支国际联合科考团队发现某种常见细菌可以生活在不见天日的地下,我们可能不得不重新评估深层地下生态系统的可居住性,包括可能孕育地外生命的生态系统。

地底环境——有时被称为“黑暗的生物圈”——延伸到地表下的数百米深处,黑暗中隐藏着的无数微生物以科学家们仍然无法完全理解的方式茁壮成长。

现在,证据表明蓝藻可以生活在完全的黑暗环境中。过去我们一直认为它属于光合细菌,需要阳光才能存活。注释:蓝藻(Bule-green algae)是一类原核生物,具有细菌的一些特征,因此又常称为蓝细菌(Cyanobacteria)

最初,这些发现完全是场意外。

来自西班牙国家生物技术中心的微生物生态学家Fernando Puente-Sánchez在检查西班牙西南部伊比利亚黄铁矿带下613米深井中的岩石钻探样本时,实际上正在寻找其他类型的细菌。 。

但是,他告诉《国家地理杂志》,他发现了蓝藻,这令他很担忧,感觉哪里出了纰漏。

“我的博士学位没了,”他想,“我的导师会杀了我。”

幸运的是,团队意识到这是比他们想象得还要有趣的东西:蓝藻(有时称为蓝绿藻),在地球上的任何地方,只要有一丁点阳光,几乎就能找到这种生命形式。

但实际上那里没有任何阳光——地下600多米的黑暗深井里。

“它们到底在那干嘛?” Puente-Sánchez想知道,“它们怎么活下来的?”

事实证明,答案与氢有关。

对地底蓝藻进行的遗传分析表明,它们与Calothrix,Chroococcidiopsis和Microcoleus属有亲缘关系,这种生命形式的存在导致局部氢浓度的降低。

首次发现生活在完全黑暗中的蓝藻
附着在岩石碎片上的活的蓝藻细胞(红色为荧光指示剂)(PNAS)

该团队认为,这里的蓝藻在没有阳光和氧气的情况下通过析出氢离子到地下环境中吸收各种电子受体,并在此过程中获得少许能量。

之前曾经在其他种类的蓝细菌中发现过类似的电子传递系统,但是在这里,研究人员认为它可能就是直接用来维持生命的手段,而不是光合作用的中间过程。

虽然目前还处于假说阶段,但研究人员表示,它与蓝藻在其他极端环境(如沙漠和海洋系统)中生存的能力有关。

作者写道:“蓝藻在几乎完全没有光的情况下也能长时间存活,那里无法发生光合作用。”

“这种机制依赖于蓝藻谱系保守的特性,因此可能反映了蓝藻非光合作用祖先的生存方式。”

如果它是正确的,可能为我们带来全新的见解,让我们更好地理解微生物如何在地表深处的岩石中存活。这一解释不仅仅局限于地球上的场景,而是包括所有类型的“天体生物学场景”,例如说火星。

“我们对这种以前未知的蓝藻生态位的描述为构建更完整的生命起源和进化模型铺平了道路,”研究人员解释说,“以及扩展了其他行星体中原始生态圈的选项,无论是现存的、原始的、还是假定的外星生物圈。“

也就是说,Puente-Sánchez急于澄清:该发现并不意味着蓝藻正潜伏在红色星球的地表之下。但这是一个引人入胜的发现,扩宽了我们对生命的理解。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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