在1990年代中期,科學家發現了一個發現,震撼了對地球生命的理解:可以找到大量的微生物水庫,經常在沒有陽光的岩石中埋在岩石深處。現在估計(50-80%)地球細胞生活在地下。
為了探索和記錄這個迷人的隱藏世界,伍茲霍爾(Woods Hole)的海洋生物實驗室(MBL)的科學家開發了一個全球的微生物多樣性地圖集,居住在地球內臟內部。
這種開創性的工作涉及分析1000多個遺傳樣本的微生物,主要是細菌和古細菌(另一種曾經被認為是細菌),從全球50個海洋和陸地生態系統中收集。
經過八年的研究,他們發現了31,000種獨特類型的古細菌和377,000多種獨特的細菌。這些類型稱為ASV(擴增子序列變體),就像識別微生物群落組成的“條形碼”一樣。
他們的發現表明地下令人難以置信的多樣化 - 考慮到它們居住在如此無情的極端環境中,這是一個令人驚訝的發現。
“通常認為,您越深到地球表面的深處,能量越少,並且可以生存的細胞數量越低。儘管存在更多的能量,但可以產生和維持越多的多樣性 - 就像在熱帶森林或珊瑚礁中,有很多太陽和溫暖。陳述。
“但是我們表明,在某些地下環境中,多樣性在表面上很容易競爭,如果不超過多樣性。對於海洋環境和古細菌域中的微生物尤其如此。” Ruff補充說。
科學家在美國南達科他州的Homestake礦山底部取樣微生物。
圖片來源:Rick Colwell
他們還指出,和他們的塵世同行,就像地球表面上的餘生一樣。
“這似乎是一種普遍的生態原則。海軍陸戰隊和陸地領域的生命形式之間存在非常明顯的鴻溝,不僅在地面上,而且在地下。在陸地和海中,選擇性壓力截然不同,他們選擇了在這兩個領域都難以生活的不同生物體。” Ruff說。
地下生命形式似乎遵循另一本規則書。表面上的大多數生物都可以追溯到他們的能量回到使用光產生有機分子的細胞。在沒有陽光的情況下,地下微生物組必須依靠其他方法。
有些會在荒涼的環境中發現少量的有機物質,而另一些則會獲得能量通過放射性衰減岩石。另一個策略是,通過無機化學反應產生營養。
海底泥土火山從下面的深處釋放富含甲烷的液體,從而在地下世界和地面世界之間形成了動態的交集。這些地點通常會成為原本荒涼的深海中生活中心的蓬勃發展。
圖片來源:Mandy Joye/uga
資源的超級降低還迫使深地球生物在截然不同的時間範圍內運作。
“令人著迷的是,在這些低能的環境中,生活似乎放慢了速度,有時至少是絕對的。根據估計值,一些地下細胞平均每1000年平均每1000年。因此,這些微生物具有生活的完全不同的生活時間,我們可能會從中學到一些有關衰老的知識。” Ruff補充說。
地下微生物組的發現挑戰了我們對太陽系中其他地方生活的假設,證明生活可以在通常不利於生活的極端,能量剝奪的環境中蓬勃發展。
如果微生物群落可以持續到地球表面以下幾英里,那麼可能存在類似的生命形式,可能存在於火星表面下方,,或者,儘管表麵條件惡劣,但地下環境可能會留下隱藏的生態系統。
該研究發表在雜誌上科學進步。