科学家从海底1亿年中提取活微生物

一项新的研究显示，埋藏在海底超过1亿年的微生物仍然活着。当它们被带回实验室喂食时，它们开始繁殖。这些微生物是嗜氧物种，不知何故生活在从海洋表面扩散到海床深处的少量气体上。

正如其中一位科学家所说，这一发现提出了一种“疯狂”的可能性，即微生物在沉积物中休眠，或者至少在没有分裂的情况下缓慢生长了亿万年。

没有参与这项工作的伍兹霍尔海洋研究所微生物生态学家弗吉尼亚·埃奇科姆(Virginia Edgcomb)说，这项新工作证明了“微生物生命是非常持久的，而且经常能找到生存的方法。”

更重要的是，通过证明生命可以在生物学家曾经认为不适合居住的地方生存，这项研究表明了太阳系其他地方或宇宙其他地方存在生命的可能性。北卡罗来纳大学教堂山分校(University of North Carolina，Chapel Hill)的微生物学家安德烈亚斯·特斯克(Andreas Teske)也没有参与这项新的研究，他说：“如果某个特定行星的表面看起来没有生命希望，那么它可能存在于次表面。”

研究人员已经知道，生命存在于海洋的“地板下”已超过15年。但是日本海洋地球科学技术厅的地球微生物学家Yuki Morono想知道这种生命的极限。众所周知，微生物生活在非常炎热或有毒的环境中，但它们能生活在几乎没有食物可吃的地方吗？

为了找出答案，莫罗诺和他的同事们在南太平洋环流进行了一次钻探探险。南太平洋环流位于澳大利亚以东，是一个洋流相交的地点，被认为是世界上海洋中最死亡的部分，几乎完全缺乏生存所需的营养物质。当他们从海平面以下5700米深的地方提取粘土和其他沉积物的岩芯时，他们证实这些样本确实含有一些氧气，这表明供细菌食用的有机物质非常少。

为了探索那里可能存在的生命，莫罗诺的团队小心翼翼地从钻探的岩芯中心提取了小粘土样本，将它们放入玻璃瓶中，并加入了简单的化合物，如醋酸盐和铵，这些化合物含有较重形式的氮和碳，即在活微生物中可以检测到的碳和氮的同位素。研究小组第一次用这些化合物“喂”泥样的那一天，直到557天后，研究小组从样本中提取了一些粘土，并将其溶解，以发现任何活着的微生物-尽管粘土中没有食物可供它们食用。

这项工作很有挑战性。通常情况下，每立方厘米的海底泥浆至少有10万个细胞。但在这些样本中，相同数量的沉积物中细菌不超过1000个。因此，生物学家不得不开发专门的技术，比如使用化学示踪剂来检测是否有受污染的海水进入样本，并开发出一种分析非常少量的细胞和同位素的方法。从南加州大学退休的环境微生物学家肯尼思·尼尔森(Kenneth Nealson)说：“做这项工作所需的准备和细心确实令人印象深刻。”

添加的营养素唤醒了各种用氧细菌。该团队今天在《自然通讯》杂志上报道，在来自101.5年前地层的样本中，微生物在65天后增加了4个数量级，达到每立方厘米100多万个细胞。

其他人在海底含氧沉积物中发现了细菌。去年，慕尼黑路德维希·马克西米连大学(Ludwig Maximian University Of Munich)的地球生物学家威廉·奥尔西(William Orsi)描述了1500万年前沉积物中的活细菌，这是之前的记录。“但这项研究在地质时间上将其推后了另一个数量级，”奥尔西指出。

对这些微生物的基因分析显示，它们属于八个以上的已知细菌群，其中许多在盐水的其他地方很常见，在分解有机物方面发挥着重要作用。尼尔森说：“这表明，学会在极端能量限制的条件下生存是一种普遍的能力。”这种能力可能进化得很早，当时微生物没有太多食物可吃。“这可能是一个非常方便的生存技巧。”

研究人员不知道回旋微生物在这数百万年里一直在做什么。他们发现的大多数物种都不会形成孢子，这是一些细菌在不利条件下形成的不活跃的生命阶段。这可能是因为细菌在这段时间里一直在非常缓慢地分裂，这将使这些在这项研究中分离出来的细菌成为数百万年前祖先的远祖后代。

但是深海沉积物中的食物如此之少，以至于那里的任何微生物很可能除了修复任何受损的分子之外，几乎做不了什么。这项研究的合著者、罗德岛大学海湾校区的海洋学家史蒂夫·德洪特(Steve D‘Hondt)说：“如果它们根本没有分裂，它们就活了1亿年，但这看起来很疯狂。”(Steve D’Hondt)是罗德岛大学海湾校区(University of Rhode Island，Bay Campus)的海洋学家。他想知道下面是否还有另一种未被识别的能量来源-也许是放射性-允许细菌缓慢分裂，这些细菌很可能在被其他沉降沉积物掩埋时被困在这些沉积物中。

但奥胡斯大学(Aarhus University)的海洋微生物学家博·巴克·约尔根森(Bo Barker Jørgensen)没有参与这项工作，他说，底线是“低食物和低能量似乎不会为地球上的生命设定极限。”