一个国际科学家小组发现了常见细菌生活在远离阳光的地下深处的证据,我们可能不得不重新评估深层地下生态系统(包括外星世界的生态系统)的宜居性。
有一个深层的陆地环境——有时被称为“黑暗生物圈”——延伸到我们脚下的地面数百米,其中无数隐藏的微生物以科学家仍然不完全了解的方式繁衍生息。
现在,我们第一次有证据表明蓝细菌(一种被认为需要阳光才能生存的光合细菌门)也可以生活在黑暗的生物圈中。
最初,这些生命形式并不是研究人员要寻找的。
西班牙国家生物技术中心的微生物生态学家 Fernando Puente-Sánchez 在检查取自西班牙西南部伊比利亚黄铁矿带下 613 米(约 2,000 英尺)深钻孔的岩石样本时,实际上是在寻找其他类型的细菌。 。
但相反,他发现了蓝藻,这引起了人们对犯了重大错误的严重担忧,正如他所说国家地理。
“我的博士学位无处可去”他以为,“我的顾问会杀了我。”
幸运的是,团队发现了一些比他们希望的更有趣的东西:蓝细菌(有时称为蓝绿藻),在地球上几乎任何地方都可以找到它们,至少有少量的阳光。
但在这个地下 600 多米的黑暗深处,没有阳光——事实上,没有任何光线。
“他们到底在那里做什么?” 蓬特桑切斯想知道。 “他们怎样才能生存?”
事实证明,答案与氢有关。
对这个地洞中发现的蓝藻的遗传分析表明,它们与以下属有亲缘关系红丝藻属,色球虫属, 和微鞘藻,并且发现生命形式的区域与氢浓度的局部降低有关。
研究小组认为,这些居住在岩石中的蓝细菌在没有阳光和氧气的情况下,通过将氢电子穿梭到地下环境中的各种电子受体,利用氢来获取能量,并在此过程中获得少量能量。
附着在岩石碎片上的活蓝藻细胞(红色荧光信号)(PNAS)
之前在其他种类的蓝细菌中也发现了所涉及的电子传输系统,但研究人员认为它们可能被用作事实上的生存机制,而不是促进光合作用过程。
虽然目前这只是一个假设,但研究人员表示,这与蓝藻在沙漠和海洋系统等其他极端环境中生存的能力有关。
“一些洞穴蓝细菌在几乎完全没有光的情况下存活了很长时间,光合作用不再可能,”作者写道。
“这种提出的机制依赖于蓝藻谱系中保守的特征,因此可能反映了蓝藻非光合作用祖先的生活方式。”
如果他们是对的,这可能会给人们带来关于微生物如何在深埋地表下的岩石中生存的新认识。 不仅在地球上,而且在其他类型的“天体生物学场景”中,例如。
“我们对蓝藻这个以前未知的生态位的描述为建立蓝藻起源和进化模型铺平了道路。”研究人员解释说,“以及它们在其他行星体当前或原始生物圈中的潜在存在,以及现存的、原始的和假定的地外生物圈。”
也就是说,蓬特-桑切斯是急于澄清这些发现并不意味着他声称蓝藻细菌潜伏在红色星球下看不见的地方。 但这是一个令人着迷的发现,它拓宽了我们对生命如何在不可预见的条件下蓬勃发展的理解。
研究结果报告于美国国家科学院院刊。