中国病原生物学杂志

跟随能量:地球海底下的天文生物学更新

 

罗德岛大学(URI)由美国国家航空航天局(NASA)一项由天体生物学资助的研究人员团队发现,生活在距海洋表面数千米处的大量微生物是由意料之外的能源维持的-主要是由水分子自然辐射产生的化学物质。这些发现对NASA寻找地球以外的生命具有直接的意义。

这项研究于上周发表在“自然通讯”杂志 上。

这项研究解释了埋在地球深层地下环境中的古代微生物群落如何获取他们赖以生存的能量。推动研究小组发现结果的过程是水的放射分解-由于暴露于自然辐射下,水分子分裂成氢和氧化剂。产生的分子成为生活在沉积物中的微生物的食物和能量的主要来源。

“这项工作为地下微生物群落可用来维持自身生存的资源的可用性提供了重要的新观点。这对于理解地球上的生命并限制其他行星体(如火星)的可居住性至关重要。”研究的主要作者,哥德堡大学的博士后研究员贾斯汀·索瓦奇(Justine Sauvage)说,他是URI的博士生来进行这项研究的。

生命需要能量。深海沉积物代表了一种环境,其中几乎没有生命可用的燃料。生活在深海沉积物中的微生物能够在地球上最严酷的环境中生存,获取营养的途径有限,没有光,高压,极端温度,并且新物质的流入量有限。

以前,人们认为深海沉积物中的微生物生物圈大部分都依赖于从海水中沉淀下来的有机物质,并一直流到海床。在这种情况下,来自行星表面附近来源的有机物质与光合作用有关。因此,深海生物圈将与来自太阳的能量相连,而太阳通常被认为是地球上生命的主要动力来源。

相反,这项新研究表明,深海沉积物中的生命可以通过完全不同的能源来维持。在拥有(或曾经拥有)液态水的岩石行星上,尤其是那些尚未进行光合作用或栖息地光线有限的岩石行星上,这种能量来源可能是必不可少的。

“在寻找我们所知道的生命时,我们必须同等考虑水,原材料和能源的必要成分,” NASA天文生物学高级科学家,NASA天文生物学计划负责人Mary Voytek说。“仅仅在另一个世界上发现水或有机分子是不够的,我们还必须通过分析潜在的能源来表征可居住性。”

NASA的任务长期以来一直集中在寻找水上。就火星而言,飞行任务已经提供了数据,以识别火星历史上很久以前地表水的存在。但是,要使环境适合居住,就不仅需要水。

该研究的主要作者贾斯汀·索维奇(Justine Sauvage)测量了北大西洋收集的沉积岩心中的溶解氧含量。