在水沸点的温度下,在深海沉积物中发现的生命

深海底微生物细胞

一个国际研究小组,包括来自罗得岛大学海洋学研究生院的三位科学家,在他们没有想到的地方发现了单细胞微生物。

“水在(地球)表面以100度沸腾摄氏, and we found organisms living in sediments at 120 degrees Celsius,” said URI Professor of Oceanography Arthur Spivack, who led the geochemistry efforts of the 2016 expedition organized by the Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology and Germany’s MARUM–Center for Marine and Environmental Sciences at the University of Bremen. The study was carried out as part of the work of Expedition 370 of the International Ocean Discovery Program.

2016年为期两个月的考察的研究结果于2020年12月发表在《科学》杂志上科学

在此之前,10月份有报道称,海底下的微生物多样性与地球表面一样丰富。来自日本海洋地球科学小组、不来梅大学、兵库县大学、高知大学和罗德岛大学的研究人员从全球40个地点的岩心样本中发现了40000种不同类型的微生物。

今天发表在《科学》(Science)杂志上的研究集中在日本海岸附近的南开海沟,深海科学船“Chinkyu”号在那里钻了一个1180米深的洞,以获取温度为120摄氏度的沉积物。领导这项研究的是MARUM的Kai-Uwe Hinrichs教授。

深海底微生物细胞

在现场C0023检测到深度外部面板微生物细胞的荧光显微照片。用绿色荧光染料SYBR Green I染色细胞:留下:在76℃下以652.0m的深度分离的微生物细胞。右:在120°C(图片中心的一个电池中,从沉积物核心样品(112R-2)中检测到从沉积物核心样品(112R-2)检测的微生物细胞。秤表示20微米(1/50的毫米)。信用:Jamstec / IoDP

斯皮瓦克和最近的博士毕业生基拉·霍莫拉(Kira Homola)和贾斯汀·索维奇(Justine Sauvage)一起加入了URI团队,他们说,确定生命的一种方法是寻找新陈代谢的证据。

斯皮瓦克说:“我们在沉积物中发现了这些生物利用有机物质生存的化学证据。”URI团队还为场地的温度状况开发了一个模型。

“这项研究告诉我们,在我们认为不可能的地方,深层沉积物是可居住的,”他补充说。

虽然这本身就是令人兴奋的消息,但斯皮瓦克说,这项研究可能指向在其他行星上恶劣环境中存在生命的可能性。

根据这项研究,海底深处的沉积物是恶劣的栖息地。温度和压力随深度稳步增加,而能源供应日益稀缺。尽管环境如此恶劣,但微生物确实生活在海底几千米深处,这一事实在大约30年前才为人所知。深层生物圈仍然没有被很好地理解,这带来了一些基本的问题:生命的极限在哪里?是什么因素决定了它们?为了长期研究高温对低能量深层生物圈生命的影响,广泛的深海钻探是必要的。

地球

IODP的370号科考船与科学深海钻探船Chikyu号有关。信贷:JAMSTEC

“只有少数科学钻井遗址才达到深处,沉积物的温度大于30摄氏度,”玛木的研究领导者Hinrichs。因此,“T下限探险的目标是将一千米深的深孔钻成沉积物,温度高达120摄氏度 - 我们成功了。”

该研究称,就像在外太空寻找生命一样,确定地球上生命的极限充满了巨大的技术挑战。

JAMSTEC的联合首席科学家稻木文雄说:“令人惊讶的是,微生物种群密度在45度左右的温度下就下降了。”“这很有趣——在高温的海底,有很宽的深度间隔,几乎没有生命。但后来我们能够在更深、更热的区域——高达120度的温度——再次检测到细胞和微生物的活动。”

Spivack said the project was like going back to his roots, as he and David Smith, professor of oceanography and associate dean of URI’s oceanography school, where they were involved in a drilling expedition at the same site about 20 years ago, an expedition that helped initiate the study of the deeply buried marine biosphere.

至于目前的项目,Spivack表示,研究将继续在集团收集的样本上。“检查从月球收集的样品的技术花了几年时间才能开发,因此这些样品在海洋沉积物深处的这些样本也是如此。我们现在正在开发技术继续我们的研究。“

参考:“温度限制在南开槽俯卧区的深度海底寿命”由Verena B。豪华,福米··伊拉克基,Yuki Morono,Yusuke Kubo,Arthur J. Spivack,Bernhard Viehweger,Tina Treude,Felix Beulig,Florence Schubotz,Satoshi Tonai,斯蒂芬A. Bowden,Margaret Cramp,Susann Henkel,Takehiro Hirose,Kira Homola,Tatsuhiko Hoshino,Akira Ijiri,Hiroyuki Imachi,Nana Kamiya,Masanori Kaneko,Lorenzo Lagostina,Hayley Manners,Harry-Luke McClelland,Kyle Metcalfe,Natsumi Okutsu,唐纳德潘,Maija J. Raudsepp,贾斯汀曾王曾,王德王,王德王,艾米莉怀特,玉泉yamamoto,Kiho Yang,Lena Maeda,Rishi R. Adhikari,Clemens Glombitza,Yohei Hamada,Jens Kallmeyer,Jennny Hamade,Jens Kallmeyer,Jens Kallmeyer,Jens Kallmeyer,Jens Kallmeyer,Jennny Wendt,LarsWörmer,Yasuhiro Yamada,Masataka Kinoshita和Kai-Uwe Hinrichs,4月4日2020年12月4日,科学
DOI: 10.1126 / science.abd7934

1条评论关于“在温度高于水沸点的深海沉积物中发现生命”

  1. 是否有任何私人实体资助MBL的研究?我很想知道,作为一种更清洁的可再生能源,可能的生物燃料产出是否有进步或好处。

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