外國科研人員在冰川下發現靠氫氣生存的微生物

2020-12-25 15:53:41 來源:知否

日前，蒙大拿州立大學的研究團隊在冰川下發現了靠氫氣生存的微生物，對冰河時代乃至其他星球上生命的延續有了新的認識。

密蘇里州立大學農學院微生物和免疫學系博士候選人埃里克·鄧納姆(Eric Dunham)以及導師埃里克·博伊德(Eric Boyd)本周在《美國國家科學院院刊》上發表了他們的研究結果。研究團隊使用從加拿大和冰島冰川遺址采集的沉積物樣本，研究了水和微生物與冰川下基巖相互作用的方式。

“我們在這些系統中發現由氫氣支持的生命體，”博伊德談到該項目時說。“起初這沒有意義，因為我們不知道這些冰川下面的氫氣來自哪里。”

研究人員后來發現，通過一系列物理和化學過程，冰川下面富含硅的基巖被冰層擠壓成微小的礦物顆粒。當這些礦物顆粒遇到冰川水時，就會釋放出氫氣。

博伊德和鄧納姆更感興趣的是，冰川下的微生物群落可以將氫氣和二氧化碳結合起來，通過化學合成過程產生更多的有機物質。化學合成類似于植物的光合作用，但不需要陽光。

為了更多地了解這些需氫微生物，鄧納姆使用來自加拿大和冰島冰川的沉積物樣本。他在實驗室環境下培育樣本，并觀察了幾個月，看它們是否會繼續生長。

鄧納姆說:“我們感興趣的微生物依靠氫氣存活，而且大多數也是厭氧菌。”

博伊德說，當這些微生物利用氫氣產生能量時，也會從空氣中吸收二氧化碳產生能量并生長。這種捕獲碳的能力是一個關鍵的調節過程，與植物的光合作用相似。

“考慮到當前冰川和冰原覆蓋大約10%的地球陸地面積,而且過去更大。微生物活動可能會對地球的氣候產生重大影響。”博伊德說，“我們早就知道，生活在冰原或冰川下的微生物可以捕獲碳，但此前并不知道如何做到這一點。研究表明，這些微生物不僅完全可以自給自足，而且也不需要陽光。”

科學家通常在評估其他行星是否宜居時尋找的兩個關鍵要素是水和能源。新發現的微生物群落可以利用氫氣在冰冷的環境中蓬勃發展，這是確定其他行星上潛在生命體的關鍵一步。

博伊德說:“在其他星球上存在冰和冰川的證據很多。那里有生命嗎?我們不知道。在那些有類似基巖的行星上，是否存在生活在冰蓋下的微生物?大概可以這么認為。”