在海底能量贫乏的深海沉积物中,有的微生物群落维持了长达1.015亿年的代谢潜力。
经过几百万年时间在海底沉积下来的沉积物,几乎没有能让细胞维持代谢活跃状态的能量。虽然科学家已经能够恢复沉积物中的微生物群落,但尚不清楚它们如何在如此恶劣的条件下生存以及存活了多久。
日本国立海洋研究开发机构的Yuki Morono及同事分析了从南太平洋环流区的深海平原74.5米以下收集的沉积物样本(大约在海平面以下3700~5700米)。这些沉积层是在1.015亿年前到1300万年前沉积下来的,包含有限的有机物(比如碳)和氧。
研究人员进行了孵化实验:采用以同位素标记的碳和氮基质作为生物活动示踪剂,检验1.015亿年前到1300万年前样本中的细胞是否能够以氮基质为食、正常分裂,从而存活下来。他们发现,某些微生物对孵化条件反应迅速,在68天的孵化期内,其数量增加了逾4个数量级。
在最古老的沉积物样本中(1.015亿年前),他们观察到活跃摄取同位素标记的微生物化合物,而且细胞总数在增加。该研究组利用DNA测序和16S rRNA基因谱分析技术,确定了哪些类型的微生物在群落中占主导地位——其中大多数是需氧细菌。相关论文7月28日刊登于《自然—通讯》。
专家指出,海底渗透性的降低和沉积物层的厚度似乎会阻止微生物在各层之间移动。他们总结称,海底下面沉积物中的微生物群落可以至少保持代谢活跃状态长达1.015亿年。(来源:中国科学报 鲁亦)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41467-020-17330-1http://news.sciencenet.cn/htmlpa ... 01383127157886.shtm
另一篇描述
参考消息网7月29日报道据路透社华盛顿7月28日报道,科学家们成功复活了从南太平洋海底深处的沉积物中提取的微生物,这些微生物在沉积物中休眠了1.015亿年,该研究凸显地球上生命的韧性。
报道称,这些微生物分别属于10个主要细菌群和许多次要细菌群,它们可能是地球上已知的最古老的生物。科学家们当地时间周二表示,这些微生物是“乔迪斯-决心”号科考船从海平面以下3.5英里(约合5.7公里)深的地方,在海底钻探约245英尺(约合74.5米)提取的粘土样本中发现的。
沉积物中高达99%的微生物(它们可以追溯到恐龙时代)都存活了下来,尽管这么长时间以来它们基本上没有获得任何养分。
以日本海洋研究开发机构的地球微生物学家诸野祐树为首的研究人员耗时长达557天,在一个安全的实验室环境中孵化这些微生物,为其提供碳和氮“食物”来源,比如氨、醋酸盐和氨基酸。这些微生物生长、繁殖并表现出不同的代谢活动。
诸野祐树说:“在极其低养分或低能量的条件下,大部分微生物能够从很长时间的掩埋或包裹状态下复活,这令人惊讶,在生物学上也极具挑战性。”
这些微生物需要氧气才能存活,而沉积物样本中含有氧气。研究人员说,这表明如果沉积物以每百万年不超过1米或2米的速度在海底逐渐堆积,其可能会一直含有氧气,从而使这些微生物能够存活很长时间。
这项研究发表在《自然·通讯》杂志上。研究报告的作者之一、罗德岛大学海洋学家史蒂文·德洪特说:“这项研究最令人兴奋的部分是,它基本上表明地球海洋的古老沉积物中的生命存在无限潜力。”
德洪特还补充说:“在长达1亿年的时间里,在饥饿、与外界隔绝的状态下保持完全生理能力是一项了不起的成就。”
https://www.sohu.com/a/410471424_114911
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