根據蒙大拿州立大學的研究人員最近的一項分析,黃石盆地下層間歇泉盆地中的微生物生命可能會符合生命剝削的氧氣的進化。
t他居住在盆地章魚和海螺彈簧的居民生活在類似海帶的膠狀“彩帶”結構中,這些結構在過熱的電流中狂暴地搖動,懸停在攝氏88攝氏度(190攝氏度190攝氏度)上。遺傳上與古代細菌和古細菌相似,t繼承人的存在是進入生命的原始湯的窗口。
儘管這些微生物群落具有許多特徵,但彈簧的環境在幾種基本方式上卻不同。
章魚春季的水平要高得多(大約20微摩爾)的溶解氧比附近的海螺彈簧小於1微摩爾的溶解氧幾乎沒有。
同時,海螺彈簧具有更多的劇毒溶解硫化物(超過120個微摩爾)比章魚春天(小於2-3個微摩爾)。
這些化學方面的差異意味著每個春季的社區之間的比較可以幫助我們了解生活以前以及整個環境的生存方式大氧化事件(GOE)大約在25億年前,我們最喜歡的氣體淹沒了地球幾乎沒有氧氣的氣氛。
地球最早的微生物無疑開發了將氧氣痕跡編織到其生物化學中的方法,但出現了高度反應的分子氧氣會要求全新的國防策略的演變。
更重要的是,在高濃度下,硫化物可以阻止當今有氧生物中的呼吸機制,進一步提出有關溫泉中古老生活如何進化以戰鬥和利用氧氣升高的問題的問題。
彈簧憑藉其巨大不同的氧氣和硫化物,可以將其視為GOE兩側的生命代理,從而為研究人員提供了理想的理由,可以挖掘這一重要過渡的線索。
這項研究由地球生物學家Bill Inskeep領導,他自1999年以來一直在研究黃石熱愛的微生物。
“在實驗室中重現這種實驗將非常困難;想像一下試圖用適量的氧氣和硫化物創建熱水流,”說。
“這就是研究這些環境的好處。我們可以在這些生物體需要壯成長的確切地球化學條件下進行這些觀察。”

通過分析微生物樣品的基因及其產品,該團隊可以比較兩個彈簧中的微生物多樣性和呼吸活動。
“彩帶社區足夠大的結構,可以用肉眼可見。”自然研究社區。
“ t他的物理現實告訴我們,氣體交換對於最佳增長是必要的,這也受到大型絲狀結構的迅速振蕩的影響,這些絲狀結構的迅速振盪會產生湍流並可能增加與大氣的氣體交換速度。 ”
在章魚春季的較高氧氣環境中,渴望氧氣的微生物必須吃其他生物以生存的多樣性(而不是像其他微生物一樣通過化學反應製作自己的食物)。
實際上,章魚春天的生活總體上更加多樣化。那裡幾乎所有的微生物都有活性基因用於氧氣呼吸。
但是,即使在硫化,窒息的海螺彈簧中,其微生物多樣性的多樣性也較低”很鼻子“流媒體,使用氧氣的潛力似乎潛在。
在最常見的種群中發現了通過添加氫來降低氧氣的多種酶,並且在兩個彈簧中都產生。值得注意的是,對氧氣親和力最高的酶僅在高濃度的硫化物的棲息地中表達。
“這些高親和力的氧酶在氧氣的納摩爾水平上具有活性,並解釋了在硫酸的硫酸條件下觀察到的高轉錄海螺之春,”inskeep寫。
他們的結果表明,這些遺傳上古老的熱愛的微生物在氧氣水平上的呼吸通常被認為太低而無法在我們今天認為過於毒性的情況下支持這樣的任務。而且,如果他們能做到,為什麼不在大氧化事件之前出現的生命形式呢?
在地球早期,可能沒有太多的工作,但是一些早期的有氧代謝可能已經在足夠的氧氣上刮了出來,以傳遞有一天會在富含氧氣富含氧氣的氣氛中壯成長的基因。
因此,下次您深吸一口氣時,請記住這並不總是那麼容易。
該研究發表在自然通訊。