地球深部地壳的矿物学为地外生命提供了热点

DeMMO现场小组

从左到右:Lily Momper, Brittany Kruger和Caitlin Casar从demo钻孔装置中采集压裂液。信贷:©马特Kapust

在青翠的表面和肥沃的有机土壤之下,生命延伸到地球深部的岩石地壳。地下深处的大陆很可能是地球上最大的细菌和古细菌的储存库之一,许多细菌和古细菌形成了生物膜——就像岩石表面的微生物涂层。这种微生物种群在没有光或氧气和极少的有机碳源的情况下生存,并可以通过进食或呼吸矿物质来获取能量。这些生物膜分布在整个深地下,根据最新的估计,这些生物膜可以代表整个大陆地下细菌和古生菌生物量的20-80%。但是这些微生物种群是均匀地分布在岩石表面呢,还是它们更喜欢在岩石中的特定矿物中定居呢?

回答这个问题,研究人员西北大学在伊利诺伊州埃文斯顿,导致了一项研究,分析了深度大陆地下环境中微生物社区的生长和分布。这项工作表明,主岩矿物成分驱动生物膜分布,生产微生物寿命的“热点”。这项研究发表在在微生物学领域。yabo124

微生物生命热点

为了实现这项研究,研究人员在深矿山微生物天文台(Demmo)的表面下方1.5公里,位于现代称为桑福德地下研究设施(冲浪)的前金矿内,位于南达科他州的领先地位。在地下,研究人员在富含铁和硫磺矿物质的天然岩石上培养生物膜。六个月后,研究人员分析了新种生物膜的微生物组成和物理特性,以及使用显微镜,光谱学和空间建模方法的分布。

研究人员进行的空间分析揭示了生物膜更密集的热点。这些热点与岩石中富含铁的矿物质相关,突出了一些对生物膜定植的矿物偏好。“我们的结果表明了生物膜定植对岩石表面矿物质的强烈空间依赖性。我们认为这种空间依赖性是由于微生物从他们殖民化的矿物质从矿物质中获得能量,“凯特琳卡萨尔解释说,这项研究的第一作者。

未来的研究

总之,这些结果表明,宿主岩石矿物学是生物膜分布的关键驱动因素,这有助于提高对地球深层大陆地下微生物分布的估计。但领先的外太空研究也可以为其他主题提供信息。“我们的发现可以揭示生物膜对全球营养循环的贡献,也有天体生物学的意义,因为这些发现提供了对a火星模拟系统,”凯特琳·卡萨尔说。

实际上,外星生命可以存在于类似的地下环境中,其中微生物免受辐射和极端温度的保护。例如,火星具有类似于Demmo的岩层的铁和硫的组合物,我们现在知道我们知道能够在地下驾驶形成微生物热点。

参考:“摇滚楼层地下生物膜:矿物素选择性驱动坦特族生活的热点”由Caitlin P. Casar,Brittany R. Kruger和Magdalena R. Osburn,4月20日,4月9日,微生物学前沿yabo124
DOI: 10.3389 / fmicb.2021.658988

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