地球1/3生物地表下生存：总量或超地表动植物

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地球1/3生物地表下生存：总量或超地表动植物
2012-08-18 06:41:46   来源： 新浪科技微博

这是透过阿尔文号深潜器的舷窗看到了一个位于阿克塞海底火山地区的水热喷口

在奋进号地块，阿尔文号深潜器伸出机械臂对高温的深海烟囱物质进行取样

洋底生命的生存方式：太平洋胡安·德·富卡洋脊热液硫化物堆积和正冒着黑烟的海底烟囱
新浪科技消息，据英国《每日邮报》报道，科学家们近日宣称地球上将近有1/3的生物生活在岩石和沉积物中，这一数字甚至超过了地球表面生物的数量。
就在本周，美国马萨诸塞大学阿默斯特分校微生物学家詹姆斯·霍顿(James Holden)和他的同事们在这一方面取得了大的进展。他们首次报告了生活在炙热的海底火山裂隙中，会排放出甲烷物质的微生物种群的详细数据。
正如科学家们对生活在地面上的长颈鹿或企鹅的栖息地和生存条件进行考察一样，霍顿说：“我们首次对这些生活在水下的微生物展开调查，确认它们的生存条件并确定种群间的差异状况。”他说：“已经有证据显示在地球的地表之下存在着数量惊人的生物量，它们生活在地壳和海洋沉积物中，它们的数量甚至有可能超过生活在地面上的植物和动物的数量总和。我们对深层岩石中的微生物很感兴趣，而研究它们的最好去处便是所谓的深海烟囱。那里温暖的海水带来了丰富的养分和能量，这正是这些微生物所需要的。”
霍顿和合作者们相信，他们的这一研究结果将推进科学家们对于深海中生物化学循环状况的理解。大卫·加里森(David Garrison)是美国国家科学基金会海洋科学分部的项目主管，正是这一机构对霍顿的此项研究计划提供了资助。加里森表示：“这样的研究将极大地推进我们对于目前仍然知之甚少的深海微生物情况的了解。”
这项研究还将回答其它一些重要的问题，比如地球上大约30亿年前的生物新陈代谢过程是如何的？还有，在其它星球上的微生物看上去可能会是什么样子？等等。另外，因为这项研究会涉及产甲烷菌，也就是会在新陈代谢过程中排放出这种碳氢化合物的细菌种类。这或许也将对了解地球上天然气的来源有所启发。
该项研究的一个重要目标便是检验预测性计算机模型的正确性，并建立首个针对深海水热喷管环境中的极端嗜热生物和产甲烷菌的环境氢含量参考阈值。霍顿说：“计算机模型已经预言了我们最感兴趣的岩石环境的可居住性，但是我们需要去现场检验这些模型并对其进行进一步的修正。”
在马萨诸塞大学阿默斯特分校有一个容积为两升的生物反应器，科学家们用它来控制其中的氢含量水平，在这里科学家们正在尝试培育纯净的极端嗜热产甲烷菌落。他们将从研究地点深海中采集来的菌落样本和市场上可以买到的相似极端嗜热产甲烷菌一同进行培育研究。
研究结果显示两份微生物的生长参数大致相同。在相同的氢含量水平下，两者的生长速度大致相同，并且拥有同样的最小生存必要条件值。霍顿和本校的同事海伦娜·凡·恩克(Helene Ver Eecke)合作，使用这种培育技术，将野外的观察和实验室的生长培育相结合起来。
来自科德角海洋生物实验室的合作研究者朱莉·胡贝(Julie Huber)提供了对这些微生物样本的分子学分析结果，而华盛顿大学的大卫·巴特菲尔德(David Butterfield)以及马尔文·利里(Marvin Lilley)则提供了对样本进行的地球化学流体分析结果。
借助伍兹霍尔海洋研究所的阿尔文号深潜器，他们对从黑色海底烟囱中涌出的水热流体进行了取样，这些流体的温度高达350摄氏度；他们还对温度较低地区的洋底裂隙进行了取样。这些取样是在阿克塞海底火山(Axial Volcano)和奋进号地块(Endeavour Segment)进行的，这两者都是长期以来就被作为观察研究对象的目标区域，它们都属于一个海底山链的组成部分，这一海底山链位于美国华盛顿州和俄勒冈州海岸外大约200英里(约合320公里)。
巴特菲尔德表示：“我们使用特制的采样工具，对这些热液的化学和微生物成分方面的测量。这样做是为了让我们理解这里发生的生物和化学机制，正是这些机制造就了这里的生物群落结构，还有它们的生长速率。”
随着科学家们逐渐了解这些产甲烷菌是如何生活的，他们还收获了更多的惊喜：作为氢含量水平较低环境的奋进号地块，科学家们在此发现了一些极端嗜热产甲烷微生物，它们会食用其它嗜热微生物排出的富氢废弃物过活。霍顿表示：“这真是让人兴奋，我们刚刚发现了一个产甲烷菌构成的生态系统，其中包括一种存在于微生物之间的共生关系。”

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古田美惠

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