这些细菌可能在1亿年的隔离中存活了下来。

2020-07-30 06:46:54

你知道那些人们打开(甚至吃饭)的视频吗?二战时的军用口粮?看到这些“食物”在几十年后保存得如此完好,令人震惊。在某种程度上,日本海洋地球科学技术厅的Yuki Morono和他的研究团队通过给一些古老的有机体提供现代食物,颠覆了这一经历。但他们的案例涉及从海底打捞出古老的泥浆,并添加一些食物,看看那里是否有生命。

事实上,泥浆中有细菌,这听起来可能并不令人惊讶。但考虑到这种物质的环境和年龄-1亿年-它实际上是相当了不起的。

地下或海底深处的生命以及容易接近的地表世界都没有被研究过。采样表明,海洋不同部分的海底淤泥在存在的微生物生命的类型和丰度方面有很大的不同。但在这种情况下,研究人员对南太平洋中部的深层沉积物进行了采样,那里几乎没有可供生命生长的有机物。

他们抓住了海底下约70米深的沉淀物。这里堆积的沉淀物非常少,所以70米厚的一堆粘土代表了大约1亿年的时间。湖泊或沼泽底部的泥浆通常缺乏氧气,因为分解有机物的细菌的呼吸消耗了所有的氧气。但这里的食物非常稀少,即使在最深的泥土中也存在氧气、硝酸盐和磷酸盐。

研究人员将这些细小的沉淀物和细菌可以用来生长的物质注入其中,比如糖和氨。果然,细菌生长并吞噬了它们-他们甚至分析了单个细胞中碳和氮的同位素,以验证它们是否吸收了这些物质。微生物细胞最初的丰度远远低于在海洋多产地区发现的微生物细胞,但它们是存在的,而且是可行的。

问题是,研究人员认为这不仅仅是现代细菌深入泥浆的结果。事实上,他们应该根本不能在泥泞中移动。粘土中颗粒之间的平均间距应该比细菌的大小小得多。研究人员总结说,在最古老的沉积物中存在的微生物代表了大约与沉积物本身一样古老的群落。

DNA分析显示,不同深度存在的细菌类型组合略有不同。不过,它们几乎都是耗氧性好氧细菌。一些实验没有在泥浆中已经存在的氧气之外添加任何额外的氧气,添加的食物中的细菌活动很快就耗尽了所有的氧气。在这些实验中,氧气消失后几乎没有生长,这表明几乎没有厌氧细菌存在。这与食物丰富的海底场地形成了鲜明对比,在那里厌氧细菌占主导地位。

这导致了一项非同寻常的论断:“我们的结果表明,广泛分布在贫有机性深海沉积物中的微生物群落主要由需氧菌组成,它们在极低的能量条件下保持新陈代谢潜力长达101.5年(百万年)。”

链条中有几个环节显然可能会出错。如果微生物在沉积物中确实有一定的流动性,那么年龄就会消失。但是,基于孔隙空间直径和坚硬的不透水层的存在,反对这一点的论点是合理的。另一个潜在的陷阱是污染,细菌从其他地方进入沉积物样本。但研究小组在这里采取了一些预防措施,包括在收集每个样本时采集的DNA样本。如果流氓细菌在采样过程中进入,它们应该出现在后来的DNA样本中,但不会出现在最初的样本中-而这种情况并没有发生。

这并不是说这些数据没有什么特别之处。蓝藻--更广为人知的“蓝藻”光合微生物--出现了,考虑到海底(和海底)完全缺乏阳光,这当然很奇怪。蓝藻的特定属至少能在极端条件下茁壮成长。而它们在实验过程中的生长也是在没有光线的情况下发生的,所以微生物可能只是有一些秘密要放弃。

因此,如果研究人员对他们的发现是正确的,这就证明了这样一个事实,即生活如果不是持久的,就什么都不是。通过放慢脚步,在极其有限的条件下生活,这些细菌群落可能已经存活了令人难以置信的长时间。