在地下深處,在遠低於地表喧囂活動的黑暗中,一群微生物一直在孤立地過著最好的生活。
這些生物體之所以如此特別,是因為它們已經與外界隔絕了數十億年?比我們見過的任何其他地下微生物群落都要長得多。在20億年前的岩石中發現活微生物絕對打破了先前的紀錄。
“所以這是一個非常令人興奮的發現,”地球微生物學家 Yohey Suzuki 說道東京大學的。
這是一個重要的問題:像這樣的孤立地下區域中的微生物往往進化得更慢,因為它們脫離了在人口稠密的棲息地中推動進化的許多壓力。
這意味著微生物群落可以告訴我們一些我們可能不知道的關於地球上微生物演化的事情。但這也表明,地下微生物群落可能仍然存在火星,存活很久後。
“我們不知道 20 億年前的岩石是否適合居住,”鈴木解釋說。
“通過研究這些微生物的 DNA 和基因組,我們也許能夠了解地球上早期生命的進化。”
岩石樣本是從地下 15 公尺(50 英尺)處的地層中鑽取的。布希維爾德火成岩雜岩在南非東北部。這個地層面積巨大,侵入地殼,面積達 66,000 平方公里(25,500 平方英里),大約 20 億年前由地表以下冷卻的熔融岩漿形成。
鈴木和他的同事認為,隨著時間的推移,岩石的形成和演化可能有利於微生物的長期居住。他們在國際大陸科學鑽探計畫的幫助下,從布希維爾德火成岩雜岩中提取了 30 公分(1 英尺)長的岩心樣本,並開始尋找微生物生命的跡象。
首先,他們必須排除他們發現的任何微生物都是棲息地固有的,而不是提取過程中污染的結果。他們使用了幾年前開發的技術,其中涉及樣本外部進行滅菌然後將其切成片以檢查其內容物。
然後,他們使用了一個花青染料給切片染色。這種染料與 DNA 結合,因此如果樣本中存在任何 DNA,在進行紅外線光譜分析時,它應該會像聖誕樹一樣發光。而這正是發生的事情。
樣本中還佈滿了黏土,這些黏土在微生物菌落附近的岩石口袋附近佈滿了紋理。
這種黏土堆積的結果是多方面的:它為微生物提供了生存的資源,以及它們可以代謝的有機和無機材料;它有效地密封了岩石,既防止微生物逃逸,又防止其他任何東西進入?包括鑽井液。
需要對岩石中的微生物群落進行更詳細的分析,包括 DNA 分析,以確定它在與地球上其他生命隔離的 20 億年裡發生了怎樣的變化或沒有變化。
團隊將從布希維爾德火成岩複合體中取回更多樣本,以幫助表徵其中發現的微生物,並將它們納入地球的進化歷史。
當然,這對我們在地球外可能發現的東西也有影響。
“我不僅對地球上地下微生物的存在非常感興趣,而且對在其他行星上發現它們的潛力也非常感興趣。”鈴木說。
「NASA 的毅力號火星車目前將帶回與我們在這項研究中使用的岩石年齡相似的岩石。在20 億年前的地球樣本中發現微生物生命,並能夠準確地確認它們的真實性,這讓我感到興奮不已我們現在也許可以在火星樣本中找到。
該研究發表於微生物生態學。