在海底地壳深处发现了微生物生命
具有有机共生体的下地壳样本的显微照片 (弗里德克莱因/WHOI)
生命往往看起来稀有而脆弱,但我们这些生物已经很好地、真正地渗透到了地球上。微生物不断出现意想不到的时刻和极端的地方,其中最新的一个位于海底深处,地球下地壳。
伍兹霍尔海洋研究所 (WHOI) 的微生物学家弗吉尼亚·埃德科姆 (Virginia Edgcomb) 表示:“下洋地壳是探索地球生命的最后前沿之一。”告诉艾欧斯。
Edgcomb、中国同济大学的海洋地质学家 Jiangtao Li 及其同事分析了从亚特兰蒂斯银行,印度洋的海底海脊。
在这里,沿着断层线上升的岩浆将其上方的地层推高,使下地壳暴露在上方的海洋中,使科学家能够更容易地进入通常锁定在上地壳玄武岩下方的地质层。
亚特兰蒂斯浅滩钻探现场的洋壳图。 (李等人,自然,2020)
研究人员在海底以下 750 米(2,400 英尺)处被称为辉长岩的粗糙冷却岩浆中发现了稀疏但多样的微生物,它们以某种方式设法在这严酷的黑暗中生存下来。
这些生物体包括色球虫属,以能够在极端条件下生存而闻名的蓝藻物种(极端微生物), 和假单胞菌属 细菌以其代谢能量的多种不同方式而闻名。
“在海底深处勉强生存的生物生活在一个充满敌意的环境中,”著名的WHOI 的生物化学家 Paraskevi Mara。
许多极端微生物是自养生物,它们可以自己生产食物,就像植物通过光合作用阳光一样。这些包括代谢甲烷的微生物发现于智利严酷干旱的阿塔卡马沙漠下方 80 厘米(30 英寸)处,或使用氢气的蓝细菌地表以下深处。
但出乎意料的是,研究人员发现,至少有一些地壳下层微生物并不是那么自给自足。
“我们应用了一种全新的混合方法来真正尝试尽可能深入地探索这些珍贵的样本,”解释了边缘梳子。
通过分析酶活性、脂质生物标志物和基因表达,研究人员确定一些微生物依赖分解有机物来维持生计。它们很可能以有机分子的碎片为食,例如氨基酸碎片和微量脂肪,这些有机分子碎片通过海洋地壳的裂缝渗入水。
一些微生物还具有在细胞中储存碳的能力,而另一些微生物则可以从称为“碳”的坚韧分子中提取碳。多环芳烃。
这些“微生物有效地回收和储存可用的有机化合物”,李和同事在他们的论文中写道。
该地质层的其他地方是否存在类似的生命还有待观察,因为地球下地壳的其他区域无法获得相同的水携带营养物质。然而,如此深的生命证据确实扩大了地球碳循环的范围。
“如果你观察一下深层生物圈的体积,包括下层洋壳,即使新陈代谢率非常慢,它也可能相当于大量的碳,”说边缘梳子。
该研究发表于自然。