作者:Mark A. Lever 来源:《科学》 发布时间:2013-3-21 10:47:17
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海洋地壳深处首次发现生命

 
科学家在海底以下的深处发现了活体微生物。图片来源:NOAA/WHO
 
科学家日前首次于地球海洋地壳的深处,即海底的黑色火成岩中发现了生活在那里的微生物。由于这些地壳有几千米厚,并且覆盖了约60%的地球表面,因而它也就成为了全球最大的生物栖息地。
 
生活在其中的微生物似乎主要是通过利用氢将二氧化碳转化为有机物而存活的,而这里的氢一般是当水流经富含铁的岩石时产生的。这一过程被称为化学合成,它与光合作用截然不同,而后者则利用阳光实现相同目的。
 
化学合成同时也为栖息在深海其他地方——例如热液喷口——的生命形式提供着能量,但这一切之前仅局限于大陆板块的边缘地带。然而海洋地壳却要大得多。
 
主持该项研究工作的丹麦奥胡斯大学的生态学家Mark Lever表示,如果在这些地壳的任何地方都能够找到类似的细菌,那么它“将成为地球上运行化学能而非阳光的最主要的生态系统”。
 
这一研究成果发表在最新出版的美国《科学》(Science)杂志上。
 
加拿大埃德蒙顿市阿尔伯特大学的地球微生物学家Kurt Konhauser认为:“这项研究非常重要,因为它证实了一种深层地下生物圈的存在,这里充满了厌氧的微生物。”
 
海洋地壳形成于地球构造板块之间的山脊部位,上升的火山岩浆在这里遇到了海水并被冷却下来。最终新生的岩石——大部分是玄武岩——被隆起的山脊所推开,并被埋藏于厚厚的沉积层之下。
 
尽管科学家早就知道这些沉积层以及尚未被覆盖的裸露玄武岩中栖息着微生物,但那些被埋藏在深处的海洋地壳却一直是个未解之谜。
 
Lever表示:“直到我们的研究之前,科学家一直不清楚这下面到底有没有生命。”
 
2004年,Lever搭乘美国的“联合果敢号”海洋调查船前往位于华盛顿州西海岸的一处海洋地壳最佳研究区域采集样本。Lever说,调查船通常都会搭乘一批地质学家,但那一次,“我们还有5位微生物学家一同随船出海”。
 
这个由来自6个国家的科学家组成的研究团队钻透了265米的沉积层以及300米的海洋地壳,进而采集了大约在350万年前形成的玄武岩样本。
 
研究人员在这些样本中发现了微生物的基因——这些微生物能够代谢硫化合物,并且还有一些能够产生甲烷。
 
为了验证这些基因是否来源于活的或灭绝很久的微生物,研究人员将这些岩石样本在富含了发现于海底的化学物质的水中加热至65摄氏度。随着时间的流逝,甲烷生成了,这意味着里面的微生物是活的,并且仍在生长。
 
Lever相信,这些微生物并非来自岩石表面的“旅行者”,而是海洋地壳中真正的居民。他说:“当我开始这一远征时,我认为不可能得到未被污染的样本。”然而在用力打碎这些样本后,他改变了自己的想法:研究人员在他们用来钻透样本的流体中添加了少量的标记化合物,尽管这些化合物被厚厚地涂抹于岩石的表面,但它们在岩石的内部却几乎一点也没有。
 
Lever如今正打算对采集自太平洋及北大西洋其他地点的海洋地壳碎片进行分析。
 
Konhauser表示:“考虑到存在着大量的海底地壳,因此一项研究成果并不足以确定这里的活体生物质数量是否能够与地球表面的生物质数量进行比较。”(来源:中国科学报 赵熙熙)

 
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