当一个2015年从南太平洋兴起,它不仅为地质学家和火山学家,也为生物学家和生态学家创造了前所未有的机遇。
新岛屿的出现提供了一个了解生态系统如何开始的机会,从在植物或动物出现之前在新土地上定居的微生物先锋开始。
洪加汤加-洪加哈派岛(Hunga Tonga)并没有存在很长时间——在 2015 年火山喷发形成后,它被2022 年初再次喷发。
然而,在它存在的七年里,这座岛屿揭示了一些有趣的秘密。
在一项新的研究中,研究人员报告了岛上意想不到的微生物群落的证据,这些微生物群落代谢硫和大气气体,类似于占据非常不同栖息地的生物体:温泉或深海热液喷口。
“我们没有看到我们所期待的东西,”说科罗拉多大学的微生物生态学家尼克·德拉贡(Nick Dragone)。
“我们以为我们会看到冰川退缩时发现的生物体,或者蓝藻,更典型的早期殖民物种——但相反,我们发现了一组独特的细菌,可以代谢硫和大气气体。”
Dragone 和其他研究人员从岛上收集了 32 个土壤样本,这些样本的表面范围从海平面到火山口山顶,高约 120 米(394 英尺)。然后他们从样本中提取 DNA 并进行测序。
它形成后相当快,可能是由于鸟粪中的种子,但研究人员将收集工作集中在无植被的表面。
他们在火山锥的所有样本中都发现了细菌和古细菌,尽管这些微生物的多样性不如附近植被区域的微生物,而且差异很大。
如果新岛屿上的第一批微生物来自海水或鸟粪,那就有意义了,但这似乎不是这些奇怪细菌和古细菌的起源地。相反,研究人员怀疑这些微生物可能来自地下深处。
“我们认为看到这些独特微生物的原因之一是与火山喷发相关的特性:大量的硫和硫化氢气体,这可能为我们发现的独特类群提供了燃料,”德拉贡说。
“这些微生物与在热液喷口、黄石等温泉和其他火山系统中发现的微生物最相似。我们最好的猜测是这些微生物来自这些类型的来源。”
有机会研究这种系统是很少见的。大火山喷发是一回事,但又是一回事。观看新形成的火山岛上一片空白的生态系统的发展是另一回事。
研究人员表示,在过去的 150 年里,洪加汤加是第三块出现并持续超过一年的此类大陆,也是热带地区的第一块大陆。
虽然科学家们也蜂拥而至地研究生命在以前新形成的岛屿上的到来,但他们更多地关注植物和动物而不是微生物。
“这种类型的火山喷发在世界各地都会发生,但它们通常不会产生岛屿,”德拉贡说。 “我们有一个非常独特的机会。以前没有人在如此早期的阶段全面研究过这种岛屿系统上的微生物。”
没有人有机会再次研究岛上的居民,至少没有直接研究。洪加汤加从太平洋中浮出水面七年后,就以惊人的方式消失了。
当火山于 2022 年 1 月再次喷发时,产生了进入 21 世纪,随着在有记载的历史中。洪加汤加被消灭了——但在此之前,科学家们设法了解了有关其短暂生命的有趣细节。
“我们当然对岛屿消失感到失望,但现在我们对岛屿形成时会发生什么有很多预测,”德拉贡说。
“因此,如果某些东西再次形成,我们很乐意去那里收集更多数据。我们会有一个如何研究它的游戏计划。”
该研究发表于姆比奥。