探寻地球上的极端生命:高压蒸煮10小时仍存活
时间:2017-12-08

   探索地球上极端的生活:高压蒸煮10个小时仍然活着

  北京时间6月27日消息,据国外媒体报道,长期以来,人类一直在不断探索宇宙的奥秘,试图在周围的行星中发现太阳系可以适应环境的存在。与此同时,科学家也在努力研究地球上极端的生命形式,希望能够发现能够在其他行星的严酷环境下生存的地球生命。

  根据美国亚利桑那大学研究极端生命形式的科学家Chris Imper的说法,地球上的生命已经蔓延到世界的每一个角落。灼热的酸,干旱的沙漠,黑暗的海底,到处都有生命;即使在寒冷的极地和充气填埋场也不例外。这些高度可生存的生物体给人类带来了重要启示:即使在太阳系外的其他宇宙空间,在地球上的生命也能够在寒冷干燥的火星气候下生存在欧罗巴的气候中。

  以下描述了几种极端生活条件的生命形式:

  海底121 C热喷口发现微生物

  一些高温生物的海床热液喷口和其他热环境提供了一个舒适的生活空间。 1997年,在大西洋底部3650米的热液喷口发现了一种名为富马酸Py的细菌。热液口温度高达113℃,因此人们已经把这个温度认定为生命的极限。然而,自那时以来,在太平洋底部2,400米深的热液喷口中发现了另一种微生物,称为121菌株。研究人员在温度高达121℃的高压灭菌器中测试了菌株121.接近10个小时高温高压蒸煮,这种微生物居然还存活下来,还在不断滋生。

  科学家说,尽管海底热液喷口的温度高达几百摄氏度,但管虫,蠕虫,蛤蜊,贻贝以及螃蟹,海蜇,藤壶和其他特殊生物群落仍然存在。一些科学家把这样一个丰富多彩,充满活力的水下生活世界称为潜艇生命绿洲。 1980年,在太平洋加拉帕戈斯群岛附近勘测的日本潜水器在深度90℃的热水中发现了僵尸生物细菌。当它徘徊在二千六百五十米高的地方时,水温很高,压力高达266大气压,海底热解气含有有毒的硫化氢,但有一大群微生物细菌存活。自从在海底发现锰结核以来,热液砷化物矿床和深海生物群系被认为是另一个重要的新发现。

  海底生物调查还发现,许多特殊的深海生物群落与热液喷口有关。社区内不同生物种类的分布主要受水温控制,一般分布在喷口中心附近。水温不超过60〜120摄氏度,是大量的细菌和古细菌的微生物;水温20〜50摄氏度,生活着大量的蠕虫动物;水温介于2-15摄氏度之间的各种生物部门,主要有管状蠕虫,双壳类和蛤蜊。科学家们推测,海底排出的细菌微生物大量涌出,具有特殊的嗜热基因,为其他生物的生存提供了丰富的营养饵料。

  热液喷口也出现在火星上,热液喷口可能仍然留在欧罗巴的冰下。因此,科学家们认为,火星和欧罗巴应该成为探索外星生命存在的主要目标。

  波兰人和深海是耐寒生物的天堂

  对于许多嬉皮士来说,寒冷的极地地区和黑暗的海底可能是家庭的舒适。这些高寒生物大多是细菌或类似古细菌的单细胞生物。生活在南极岩石中的一些苔藓,一些海藻也属于寒冷的生物。野生生物通常具有特殊的细胞膜。这种细胞膜产生的蛋白质防冻剂在非常寒冷的条件下不会变硬。英国科学家在研究中发现,南极磷虾可以生活在靠近海面的南极海域,也可以生活在深达3000米深的南极海域,其适应环境的能力远远超过了以前科学家的估计。在这个寒冷的海洋深处,一年四季都没有阳光,氧气很细,压力巨大,没有任何海洋植物,生活条件相当不好,生物适应了这个,最终的结果是几乎所有的这里的海洋生物都是掠食者,从形状到习惯都远远超出了所有科学家的想象。

  美国宇航局科学家克里斯·麦凯(Chris Mackay)认为,很难推断出生命所需的最低温度的限制。随着气温的降低,生物学的发展肯定会放缓。一般认为,一些微生物可能在零下12摄氏度下继续发育;有些微生物可能会在零下20摄氏度下生存。一些研究表明,一些细菌甚至可以抵抗零下196摄氏度的寒冷。科学家们认为,罕见的寒冷的冰虫可以像冰虫一样被证明是抗寒的外面的行星。他们可以自由地走在冰面上,活跃在极地寒冷中,有点变暖为粘性。极地冰原是极地寒冷地区少数活跃的生物之一。他们被生物学家称为最大的无脊椎动物,被冻结在地球上最活跃。极地冰原一年四季都是冰雪覆盖的冰川。它们可以在阿拉斯加,不列颠哥伦比亚省和俄勒冈州极地附近的冰川中找到。它们非常小,像雪中的一条黑暗的线。

  在南极寒冷的气候下,其他动物几乎冻成了冰棍,连细胞都冻结了,咯咯地笑了起来。然而,这种低温是极地冰虫最舒适的生活环境。科学家们发现,冰毒细胞膜和细胞酶在低温下正常代谢,使细胞膜保持固有的弹性。因为太阳系的潜在的生命保存环境,如火星和欧罗巴,寒冷和冰冻,对研究这个星球的寒冬生物具有重要的意义。 NASA资助了20万美元来支持研究项目Iceworm。美国宇航局认为,冰虫可以生活在如此恶劣的条件下,本身就证明木星的冰球或其他行星上可能有类似的外星人。器官移植的价值远远超过它代表外星生命的冰虫意义。

  嗜盐细菌的高盐度死海存在

  死海是地球上最咸的水域,是普通海水含盐量的八倍。大多数有机体根本无法在这种水中生存。然而,死海是不死的,在死海还有一些微生物。科学家们对其中一种细菌进行了深入的研究,发现嗜盐细菌是独特的,因为它们产生的蛋白质能够保护自己免受盐水侵袭。微生物嗜盐菌(Halobacterium)是生活在死海的细菌之一,现在已经成为许多科学家的主题。科学家希望通过打破嗜盐细菌在恶劣条件下生存的奥秘,在生物技术研究和外星生命探索等领域取得突破。近年来,在美国航天局的支持下,马里兰大学的研究人员对复杂嗜盐细菌进行了一系列研究,发现它们具有很强的自我修复能力和复杂的DNA修复技术。现在科学家已经用最先进的DNA微阵列技术来观察嗜盐细菌的自我保护。

  高盐度会损害生物细胞,特别是细胞,大部分海洋生物无法在死海中生存。这是因为DNA分子通常被水分子簇所包围,水分子依靠这些水分子维持双螺旋结构的完整性而不受损害,而在死海盐来自海水的高盐度中阻断了水分子,因此,生物体不能获得所需的水分,所以DNA会破裂,细胞被灭活或死亡。当嗜盐细菌正在演化以适应高盐环境时,它可以在死海中生存。科学家们认为,放射性和高盐浓度会对嗜盐DNA造成相同类型的损害,所以一旦微生物习惯于高盐环境,已经建立的自我修复机制在强辐射环境下工作。这就是嗜盐细菌在放射性条件下继续存活的原因。

  机会火星探测器最近的探测结果显示,由于液态盐水的作用,火星表面有硫酸镁等矿物质。这一发现表明,火星表面太咸,不适合平凡生活的存在。科学家们认为,任何在火星上生存的微生物都必须具有上述的嗜盐细菌的特征,否则他们肯定不会忍受火星的高盐环境。