新发现的火山柱栖息细菌增加了冰卫星上存在生命的可能性
发现一种可以在水下火山喷发的烟雾中茁壮成长的生物,可以帮助我们了解地球上生命的起源,并增加人们对木星和土星卫星内存在生命的希望。
成员硫单胞菌一群细菌找到了一种在海底烟雾羽流中茁壮成长的方法,即使没有其他食物来源。这些细菌的基因组非常适合生活在氧气含量过高的环境中,而这些环境对于它们的亲属来说太过富氧。这些烟雾羽流可能在深海中也有对应物和内部海洋;理论上,那里的生命可能建立在与这些生物类似的生物上的食物链。
在在深海边界,热矿物从热液喷口喷入水中。生活在这里的生物从释放的化学物质中获取能量,而不是从太阳中获取能量。自从发现热液喷口以来,人们对其周围环境进行了深入研究,但数百米高的巨大热柱却相对被忽视了。
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已经发现了该属的一个成员硫单胞菌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存活。
正如其名称所暗示的那样,硫单胞菌最知名的物种从硫化物中获取能量。在进行调查之前马西米拉诺·莫拉里博士和合著者表示,这种细菌只在低氧环境中被发现,例如热液喷口周围。然而,在羽流中也发现了它们的基因痕迹。
“据推测,它们是从海底喷口相关环境中冲到这里的。但我们想知道,这些羽流是否真的适合某些硫单胞菌”莫拉里在陈述。
研究人员承担了一项艰巨的任务,即对北冰洋和南大西洋表面以下 2,500 米(8,202 英尺)的羽流进行取样,经常需要躲避在这个过程中,他们发现了一个新物种,并命名为乌羽毛硫化单胞菌(U 表示它尚未成功培育,考虑到其原生环境和实验室之间的差异,这并不奇怪)。
S. 羽毛与该属的其他成员不同,它能够耐受氧气(即使它并不喜欢氧气),并使用氢气作为能量来源。人们怀疑它是从生活在靠近热泉的祖先进化而来的;进化到占据(并繁衍)可以传播数千公里的羽流中,这将是向全世界传播的一种很好的方式。
位于加克尔海岭(北极中部)的极光号热液喷口(红色箭头)。水下摄像系统 OFOS 拍摄的烟囱(右侧黄橙色结构)和烟囱,该系统用于找到喷口,以便从羽流中采集样本。图片来源:巡航报告。
就像植物和在阳光照射的生态系统中充当初级生产者,将光子转化为动物或真菌可以利用的能量,硫单胞菌氢可能会产生类似的效果。在几乎没有生物物质从地表落下的地区,硫单胞菌可以代表食物网的基础。
从地表以下 4,000 米深处的喷口(例如加克尔海脊的喷口)取样已经非常困难。当你必须穿越冰流时,难度会更大,就像极星号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/斯蒂芬妮·阿恩特。
有理由怀疑氢是早在任何复杂到可以进行光合作用的东西出现之前,行星上的氢就存在了。大多数行星上的氢都与其他元素结合在一起或逃逸到太空中——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,类似的生物很可能对其他星球上的生命也至关重要。
克里斯·赫尔曼博士伍兹霍尔海洋研究所的一位未参与这项研究的研究人员告诉Space.com这一发现“消除了我们的智力障碍,使我们不再能够想象在太阳系的其他地方也会出现类似的事情。”
“显然,它们在寒冷、充满氧气和富含氢气的热液柱中找到了生态位”,莫拉里说;“这意味着我们必须重新思考我们对硫单胞菌在深海中——它们可能比我们之前想象的更重要。”
该研究发表在期刊上自然微生物学