海底之下存在大量微生物,仅需极少能量就能活着!

地球上所有生命都在不断地使用能量,从而保持活力,维持新陈代谢,并进行必要的生命机能,例如:生长、修复生物分子。研究结果表明,海底微生物所需的能量比以往地球任何生命形式所需的能量要少得多。

  新浪科技讯 北京时间8月13日消息,据国外媒体报道,生活在海底之下的微生物仅靠人类所需的小部分能量就能生存下来,这意味着生命存活的能量限制较低。

  伦敦大学玛丽皇后学院一支国际研究小组利用海底数据绘制了一幅新的全球海洋生物圈图像,他们发现海底沉积物之下的微生物维持生命所需的能量比之前已知维持生命的能量更少。研究小组称,该研究对理解地球生命极限条件以及推测太阳系其他星球是否存在生命具有重要意义。

  研究人员将地球生物圈中碳和微生物数量分布数据与化学反应结合起来,利用这些信息,他们能够确定单个微生物细胞的“能量消耗”,换句话讲,这就是它们利用能量的速度。

  地球上所有生命都在不断地使用能量,从而保持活力,维持新陈代谢,并进行必要的生命机能,例如:生长、修复生物分子。研究结果表明,海底微生物所需的能量比以往地球任何生命形式所需的能量要少得多。

  通过扩展“生命可居住边界”至低能源环境,研究小组希望能帮助他们弄清楚地球上的早期生命是如何孕育诞生的,伦敦大学玛丽皇后学院环境科学讲师詹姆斯·布拉德利博士称,当我们想到地球上的生命时,通常会联想到植物、动物、藻类和细菌。

  然而,我们在这里展示的是整个微生物圈,与地球所有土壤或者海洋包含的细胞一样多,令我们惊奇的是,这里几乎没有充足的能量供给微生物存活。它们中许多仅是处于一种不活跃状态——不生长、不分裂、也不进化,这些微生物消耗的能量比我们之前认为的地球维持生命所需的能量更少。

  研究人员解释称,人类平均使用100瓦的电能,这相当于一个吊扇或者两个灯泡的功率。布拉德利说:“我们计算显示被困在深海沉积物中的微生物平均所耗能量仅是一个人的500亿分之一。”

  南加州大学暗能量生物圈调查中心(C-DEBI)主任简·阿蒙德称,以前对海底的研究主要集中在那里有多少生命,现在我们更深入地探究生态问题:这些神秘生物在做什么?它的速度有多快?了解生命的能量极限将为地球和其他星球微生物生命建立一个必要的基础。

  这些发现对于我们如何定义生命,以及地球和其他地区生命的极限提出了根本性问题,由于可用能量非常少,生物体不太可能繁殖或者分裂,而是将这些极少量的能量用于“维护”,替换或者修复它们受损部分。

  因此,在海底深处发现的许多微生物很可能是数千至数百万年前生活在浅海区生物的生物残留,与地球表面的生物体不同,这些深层微生物存在的时间尺度更长,例如:构造板块的运动。

  这项研究还揭晓了微生物是如何与海底深处发生的化学过程相互作用,虽然氧气为微生物提供了最多能量,但它的供应极其短缺,在海底沉积物中仅有不足3%氧气。

  然而,缺氧沉积物分布更加广泛,它们通常包含着通过产生甲烷来获取能量的微生物,尽管这些微生物实际上并不活跃,但地球海洋沉积物中包含的微生物细胞数量非常多,存活时间很长,以至于它们成为地球的碳和营养循环的重要驱动因素。

  它们甚至影响地球大气层二氧化碳浓度数百万年时间,布拉德利博士强调称,这项研究发现不仅对地球性质和生命极限提出置疑,还对宇宙中其他星球是否孕育微生物带来了新希望,例如:如果火星或者木卫二上确实存在生命,它们很可能会在这些能量有限的行星表面之下避难。

  如果微生物仅需少量能量就能生存下来,那么海洋沉积层之下可能存在生命残留物,它们处于长期休眠,但从技术上讲仍然是活着的。这项最新研究报告发表在《科学进步》杂志上。(叶倾城)

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