新方法为海底下的生命打开了一扇窗

  • 发布时间:2021-09-18 11:40:46
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新的研究可能为科学家了解最恶劣环境中的生命提供突破。毕格罗海洋科学实验室的科学家们研究了来自大西洋水下山脉的微生物,开创了一种方法,可以为我们了解生命如何在海底深处或太空中生存打开新的窗口。

海底下方的地壳岩石是地球上最大的可以支持生命存在的区域之一。在岩石的孔隙和裂缝内部,存在着影响全球养分循环的鲜为人知的微生物。现在,研究人员已经开发并展示了一种研究它们的新方法。他们最近在美国微生物学会的在线期刊mBio 上发表了他们的研究结果。

“地球上的大多数微生物生命都在地下,”该论文的资深作者、高级研究科学家 Beth Orcutt 说。“为了了解地球上的生命是如何进化的,生物是如何存活数千年的,你必须看看地下:一个巨大的生命水库。”

研究人员观察了亚特兰蒂斯地块的微生物,亚特兰蒂斯地块是大西洋中脊附近一座 2.5 英里高的水下山。该地区被认为是其他行星和卫星(如木卫二和土卫二)上生命可能存在方式的类比。在亚特兰蒂斯地块的顶部,有一个名为“失落之城”的地区,那里充满了以热液喷口活动为生的生命。NASA 和其他机构对这些系统很感兴趣,因为它们可以作为生命起源以及生物如何在恶劣环境中生存的模型。

远离失落之城繁忙的生态系统,岩石中仍然存在生命。在那里,微生物以低浓度分布,这使得通过一次检查几个岩石样本来研究它们变得困难。

“尽管地壳岩石中的生物量很低,但其庞大的体积使其成为地球上最重要的生物栖息地之一,”主要作者 Jacqueline Goordial 说,他在毕格罗实验室以博士后科学家的身份完成了这项研究。

传统上,研究人员会通过用化学物质从岩石样本中去除微生物来检查微生物。然而,这种方法可能存在问题,并且在生命数量较少的情况下难以实施。因此,该团队想出了一种新方法。

与 Bigelow 实验室的单细胞基因组学中心和水生细胞学中心合作,该团队能够使用一种称为流式细胞术的工具开发一种方法。流式细胞术使研究人员能够快速准确地检查和分选细胞。它还使研究细胞的遗传信息成为可能,开辟了一个充满研究机会的世界。

“这种方法提供了一种获取非常难以研究的生物体基因组的方法,”现在是圭尔夫大学助理教授的 Goordial 说。“能够进入生物量低的地点是巨大的!它可以让我们了解我们星球上微生物生命的本质,并让我们能够回答有关它们如何生存和吃什么的基本问题。”

该团队研究了在海底下 50 英尺处挖掘的地壳岩石中的微生物。他们发现亚特兰蒂斯地块的岩石所代表的生态与失落之城热液喷口不同,但与其他类似环境相当。这意味着该系统虽然对我们的星球来说不寻常,但并不是独一无二的。这些微生物似乎主要靠海水中的碳生存,就像生活在海底水中的生物一样。此外,一些微生物也可能利用一氧化碳作为能量。

研究结果表明,这种新方法可用于研究微生物数量有限的其他环境,例如永久冻土、其他深海地区,甚至其他行星。

“我们正在演示可用于 NASA 漫游车采集的样本的方法,这些样本只能收集几个微小的碎片,”Orcutt 说。“我们正在突破你在这些地方寻找生活的方式的极限。”

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