中華民國107年 07月22日
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地表下未知生物數量驚人(圖)


 

科學家們近日宣稱地球上將近有1/3的生物生活在岩石和沉積物中,這一數字甚至超過了地球表面生物的數量。
 
本周,美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校微生物學家詹姆斯•霍頓(James Holden)和他的同事們在這一方面取得了大的進展。他們首次報告了生活在炙熱的海底火山裂隙中,會排放出甲烷物質的微生物種群的詳細數據。正如科學家們對生活在地面上的長頸鹿或企鵝的棲息地和生存條件進行考察一樣,霍頓說:“我們首次對這些生活在水下的微生物展開調查,確認它們的生存條件並確定種群間的差異狀況。”他說:“已經有證據顯示在地球的地表之下存在著數量驚人的生物量,它們生活在地殼和海洋沉積物中,它們的數量甚至有可能超過生活在地面上的植物和動物的數量總和。我們對深層岩石中的微生物很感興趣,而研究它們的最好去處便是所謂的深海煙囪。那裡溫暖的海水帶來了豐富的養分和能量,這正是這些微生物所需要的。”
 
霍頓和合作者們相信,他們的這一研究結果將推進科學家們對於深海中生物化學循環狀況的理解。大衛•加里森(David Garrison)是美國國家科學基金會海洋科學分部的項目主管,正是這一機構對霍頓的此項研究計劃提供了資助。加里森表示:“這樣的研究將極大地推進我們對於目前仍然知之甚少的深海微生物情況的了解。”這項研究還將回答其它一些重要的問題,比如地球上大約30億年前的生物新陳代謝過程是如何的?還有,在其它星球上的微生物看上去可能會是什麼樣子?等等。另外,因為這項研究會涉及產甲烷菌,也就是會在新陳代謝過程中排放出這種碳氫化合物的細菌種類。這或許也將對了解地球上天然氣的來源有所啟發。
 
該項研究的一個重要目標便是檢驗預測性計算機模型的正確性,並建立首個針對深海水熱噴管環境中的極端嗜熱生物和產甲烷菌的環境氫含量參考閾值。霍頓說:“計算機模型已經預言了我們最感興趣的岩石環境的可居住性,但是我們需要去現場檢驗這些模型並對其進行進一步的修正。”
 
來自科德角海洋生物實驗室的合作研究者朱莉•胡貝(Julie Huber)提供了對這些微生物樣本的分子學分析結果,而華盛頓大學的大衛•巴特菲爾德(David Butterfield)以及馬爾文•利里(Marvin Lilley)則提供了對樣本進行的地球化學流體分析結果。藉助伍茲霍爾海洋研究所的阿爾文號深潛器,他們對從黑色海底煙囪中湧出的水熱流體進行了取樣,這些流體的溫度高達350攝氏度;他們還對溫度較低地區的洋底裂隙進行了取樣。這些取樣是在阿克塞海底火山(Axial Volcano)和奮進號地塊(Endeavour Segment)進行的,這兩者都是長期以來就被作為觀察研究對象的目標區域,它們都屬於一個海底山鏈的組成部分,這一海底山鏈位於美國華盛頓州和俄勒岡州海岸外大約200英里(約合320公里)。
 
隨著科學家們逐漸了解這些產甲烷菌是如何生活的,他們還收穫了更多的驚喜:作為氫含量水平較低環境的奮進號地塊,科學家們在此發現了一些極端嗜熱產甲烷微生物,它們會食用其它嗜熱微生物排出的富氫廢棄物過活。霍頓表示:“這真是讓人興奮,我們剛剛發現了一個產甲烷菌構成的生態系統,其中包括一種存在於微生物之間的共生關係。”

 
新聞來源:lucius  
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