成员硫化单胞菌属即使没有其他食物来源,一群细菌也找到了在海底烟雾缭绕的羽流中繁衍生息的方法。这些细菌的基因组非常适合生活在对其亲属而言过于富氧的环境中。这些羽流可能在深处有对应的羽流和内海;从理论上讲,那里的生命可能存在建立在与这些类似的生物体之上的食物链。
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在在深海边界,热矿物质从热液喷口喷入水中。生活在这里的生物体从释放的化学物质中获取能量,而不是从太阳中获取能量。自发现以来,人们对喷口的直接周围进行了深入的研究,但上升数百米的巨大羽流却相对被忽视了。
在 一篇新论文,马克斯·普朗克海洋微生物研究所的研究人员展示了该属的成员硫化单胞菌属可以氧化羽流中的氢气和其他气体,即使在氧气充足的情况下也能幸存。
顾名思义,硫单胞菌属最著名的物种从硫化物中获取能量。在调查之前马西米拉诺·莫拉里博士和合著者,人们只在低氧环境中发现了这种现象,例如热液喷口附近。然而,在羽状物中也发现了它们基因的痕迹。
“人们认为它们是从与海底喷口相关的环境中冲到那里的。但我们想知道这些羽流是否真的适合某些成员的环境。硫化单胞菌属集团”,莫拉里在一份声明中说道。陈述.
研究人员承担了在北冰洋和南大西洋海面以下 2,500 米(8,202 英尺)深处对羽流进行采样的艰巨任务,常常不得不躲避在此过程中。他们发现了一个新物种并命名为在硫单胞菌笔(U表示它尚未成功培养,考虑到其原生环境与实验室之间的差异,这并不奇怪)。
S.彭与该属的其他成员不同的是,即使它不喜欢氧气,它也能耐受氧气,并使用氢气作为能源。人们怀疑它是从居住在靠近通风口的祖先进化而来的。进化到在可以传播数千公里的羽流中占据(并繁衍生息)将是在世界范围内扩散的好方法。
加克尔山脊(北极中部)的极光热液喷口(红色箭头)。水下摄像系统 OFOS 拍摄到的烟囱(右侧黄橙色结构)用于寻找通风口,以便从羽流中采集样本。图片来源:邮轮报告。
正如植物和作为阳光照射的生态系统中的初级生产者,将光子转化为动物或真菌可以利用的各种能量,硫化单胞菌属可以用氢做类似的事情。在几乎没有生物材料从地表掉落的地区,硫化单胞菌属可以代表食物网的基础。
从地表以下 4,000 米的喷口(例如 Gakkel Ridge 的喷口)取样已经够困难的了。当你必须在冰流中航行时就更困难了,就像极星研究船在格陵兰冰层中所做的那样。图片来源:阿尔弗雷德·韦格纳研究所 / Stefanie Arndt。
有理由怀疑氢是第一个来源,早在任何东西都复杂到足以进行光合作用之前。大多数行星氢与其他元素结合或逃逸到太空中 - 但作为宇宙中最丰富的元素,分子痕迹可能会出现在意想不到的地方,包括。因此,类似的生物体很可能对其他世界的生命也至关重要。
克里斯·日耳曼博士没有参与这项研究的伍兹霍尔海洋研究所的教授告诉我们Space.com这一发现“消除了我们想象太阳系其他地方可能出现类似事物的能力的智力障碍。”
“显然,他们在寒冷、氧饱和且富含氢的热液羽流中找到了生态位”,莫拉里说; “这意味着我们必须重新思考我们对生态角色的看法硫化单胞菌属在深海中——它们可能比我们之前想象的要重要得多。”
该研究发表在期刊上自然微生物学









