最寂寞的物种:在地下2800米,它们孤独生存了至少300万年

B站影视 电影资讯 2025-04-04 20:00 1

摘要:宇宙中的星球多到数不清,但据人类目前所知,只有地球上孕育出了生命。尽管如此,科学家依然相信,其他星球上也可能存在生命,因为即使在非常恶劣的环境中,生命依然能够顽强存活,比如在地球上就有一个活生生的例子。

宇宙中的星球多到数不清,但据人类目前所知,只有地球上孕育出了生命。尽管如此,科学家依然相信,其他星球上也可能存在生命,因为即使在非常恶劣的环境中,生命依然能够顽强存活,比如在地球上就有一个活生生的例子。

大多数人认为,地球上的有机物和生命体主要存在于地表之上。然而,令人惊讶的是:科学家在地下2800米处发现了微生物。这里的环境堪称“地狱”:温度高达60℃,pH值为9.3,呈现强碱性,更重要的是,这里没有氧气和阳光。

这个微生物被称为 Candidatus Desulforudis audaxviator,意思是“勇敢的旅行者”。由于它是在姆波内格金矿(全球最深的矿井之一)中被发现的,所以人们也称它为“金矿菌”。下面,我们就来仔细了解这个孤独而顽强的物种。

姆波内格金矿位于南非,垂直深度可达4000米。2005年,普林斯顿大学地质微生物学家图利斯·昂斯托特(Tullis Onstott),带领的一支国际科研团队,在矿井地下2800米处发现了一条充满地下水的裂缝,于是他们猜测,这个与世隔绝的环境中可能存在极端微生物。

他们从裂缝中采集了约5600升的地下水,并带回实验室进行研究。在无菌环境中,研究人员使用0.22微米的滤膜过滤地下水,分离出微生物。随后,伯克利国家实验室的迪伦·奇维安团队利用宏基因组学技术,对滤膜上的DNA进行测序。

结果让人们感到震惊:这些样本中99%的DNA,都来自同一种微生物,而剩下的1%被认为是实验室操作或矿井作业时引入的微量污染。这也意味着,在这个地下裂缝中,几乎只存在单一物种——金矿菌。

换句话说,在金矿菌的生态系统中,没有其他物种的参与。它们既是生产者、消费者,也是分解者,独自维持着整个生态循环。那么,金矿菌究竟是如何在如此极端的环境中生存的呢?研究表明,金矿菌生存的裂缝中富含放射性元素,如铀和钍。

这些放射性元素会发生自然衰变,从而释放出能量,而这正是金矿菌的生命之源。具体过程是这样的:放射性衰变产生的能量将水分子分解为氢和氧自由基,这些自由基与周围的黄铁矿(一种硫化物矿物)反应,生成硫酸盐。

金矿菌利用这些硫酸盐、裂缝中的水、二氧化碳以及岩石中的氮元素,通过化学合成制造氨基酸等有机化合物,实现自养生存。因此,金矿菌不需要阳光或现成的有机物,就能独立“养活”自己。

根据研究结果:金矿菌的基因组中包含形成孢子的基因,这赋予了它们强大的自我保护能力。当环境变得更加恶劣时,金矿菌可以进入休眠状态,形成坚硬的孢子外壳,抵御外界威胁。这种能力让金矿菌在极端条件下依然能够存活。

除此之外,科学家基于放射性同位素的衰变规律,并结合年代测定技术推算出了,裂缝中的金矿菌至少已经存在了300万年。在这漫长的岁月中,一直没有其他物种进入这个生态系统,金矿菌一直是唯一的“居民”,所以它也算是名副其实“最寂寞的物种”了。

金矿菌的发现,一方面颠覆了生命必须依赖阳光,或现成有机物的传统认知。另一方面,还证明了生命可以在完全独立于地表生态系统的情况下存在,这为科学家们寻找地外生命,提供了全新的研究方向。

如果地球上如此恶劣的环境中都能孕育生命,那么在宇宙中那些条件严酷的星球上,是否也可能存在类似的生存奇迹呢?说不定当你抬头仰望某颗星星时,在它的周围也有像我们一样的人站在地上仰望着我们。

来源:星球上的科学

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