[多圖]地球極端條件下的生命 | 陽光歷史

 

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[多圖]地球極端條件下的生命

2016年05月02日 奇趣動物-長篇 暫無評論 閱讀 162 次

據美國《連線》雜誌報道,曾經何時,科學家經常在一些被打上「不可能」標籤的地區發現生命存在。但這扇發現之門已經很久沒有被打開過,其中的原因並不在於發現速度趨於緩慢。如果非要給出一個理由的話,那只能是科學家此前的發現步伐太快,以致沒有新發現浮出水面。時至今日,科學家已經可以確定一點,地球上幾乎任何一個地區都有生命存在。

  經過長達30億年的進化,生命的觸角已經延伸到地球的每一個角落,從大洋深處、洋底到平流層上端,所有最後的隱蔽處和裂縫處都有生命活動跡象。從熾熱和冰冷到純酸性和原子彈輻射,似乎沒有什麼極端環境是細菌和微生物無法承受的。


  下面這8幅圖片展現的是一些最為強悍的細菌和古細菌種群,雖然並沒有得到人們的太多重視,但它們卻也是「生物樹」上一根重量級枝幹。


  1.細菌和古細菌存在巨大差異


極端條件下的生命:沙漠發現最強悍細菌(組圖)
 
在美國黃石公園的溫泉中存在一種嗜熱的古細菌

  科學家最初認為,古細菌複雜程度遠遠不及細菌,而細菌則擁有一個細胞核,實際上,任何一種理解都是錯誤的。細菌和古細菌之間存在巨大差異,但這種差異並不體現在對其進行等級判定的方式上。細菌和古細菌的一個共同點在於,都沒有細胞核或者其它被細胞膜包裹的細胞基礎結構。只有構成動植物和真菌的真核細胞才擁有這種結構。


  2. 格陵蘭冰川下沉睡12萬年細菌


極端條件下的生命:沙漠發現最強悍細菌(組圖)
 
格陵蘭冰川下沉睡12萬年細菌

  左側的細菌名為「Herminiimonas glaciei」,是在格陵蘭一條冰川下方2英里(約合3公里)處的冰層中發現的,它是迄今為止發現的體積最小的微生物。Herminiimonas glaciei生有類似尾巴的超長鞭毛,最適合在冰層微小的紋理中移動。在上周發表於《國際系統與進化微生物學雜誌》的一篇研究論文中,賓夕法尼亞州大學的研究人員報告說已成功讓Herminiimonas glaciei甦醒過來,在此之前,這種細菌估計已沉睡了12萬年。2008年6月,賓州大學研究小組報告了另一種在冰川發現並在實驗室成功甦醒的細菌——Chryseobacterium greenlandensis。他們認為這一細菌的年齡高達兩百萬年。


  3.深海火山口忍耐高溫的細菌


極端條件下的生命:沙漠發現最強悍細菌(組圖)
 
Pyrodictium abyssi細菌

  圖片展示的是1979年在深海火山口富含營養物質的邊緣發現的細菌——Pyrodictium abyssi,它們是最初的extremophile。除了承受足以將潛艦壓成薄煎餅的大氣壓外,Pyrodictium abyssi還經受住超過水沸點的高溫考驗,驚人的生存能力由此可見一斑。Pyrodictium abyssi外觀扁平,好似一個不規則的盤子,它們在中空管狀結構「套管」—— 結構上具有極強的抗熱能力——中積聚。


  4. 沙漠中發現地球最強悍細菌


極端條件下的生命:沙漠發現最強悍細菌(組圖)
 
Deinococcus peraridilitoris球菌

  Deinococcus peraridilitoris球菌是耐輻射球菌一個鮮為人知的親戚,被稱之為地球上最強悍的細菌,曾入選《金氏世界紀錄大全》。Deinococcus peraridilitoris球菌於2003年在阿塔卡馬沙漠的土壤中被發現。阿塔卡馬沙漠位於智利,由於極為乾旱荒涼,美國宇航局在此進行火星任務模擬。據悉,這種球菌能夠經受住寒冷、真空、乾旱和輻射考驗。其強大生存能力的關鍵在於擁有多個基因組拷貝,如果一個基因組遭到破壞,所需的片段可以從另一個基因組複製。

  5.紅海鹽灘上的耐鹽細菌


極端條件下的生命:抗輻射能力最強生物
 
紅海鹽灘上的耐鹽細菌

  圖片展示的是在紅海附近鹽灘發現的細菌Haloquadratum walsbyi。這一地區含鹽度極高,能夠倖存下來可謂一個奇跡,難怪部落格《Snail』s Tale》稱:「你和我以及其它所有地球生物都會萎縮成一袋沒有生命的乾貨。」方形超扁平古細菌Haloquadratum walsbyi之所以能夠在這種惡劣條件下生存,是因為它們的表面體積比是所有地球生物中最高的,能夠有效阻止因所在地區含鹽度過高慢慢萎縮。


  6.地球上抗輻射能力最強的生物


極端條件下的生命:抗輻射能力最強生物
 
Halobacterium NRC-1細菌

  圖中展示的細菌Halobacterium NRC-1是地球上抗輻射能力最強的生物,能夠經受住1.8萬Gy(吸收劑量)輻射——10Gy輻射便可致人死亡。Halobacterium NRC-1抗輻射能力幾乎是耐輻射球菌的兩倍,後者最初是在1950年發現的,被視為輻照肉唯一的倖存者。與耐輻射球菌和Deinococcus peraridilitoris球菌一樣,Halobacterium NRC-1也擅長修復其自身的DNA。


  7.美國加州金礦毒液中的耐酸細菌


極端條件下的生命:抗輻射能力最強生物
 
Ferroplasma acidophilum細菌

  圖片展示的細菌Ferroplasma acidophilum能夠在酸性極高(pH值為零)的環境下生存,這種環境下的硫酸就像是礦泉水。據悉,這種細菌是在加利福尼亞州一個金礦的有毒流出物中發現的,能夠將鐵作為幾乎所有蛋白質的核心構件。


  8.南非礦井中自給自足的微生物


極端條件下的生命:抗輻射能力最強生物
 
南非礦井中自給自足的微生物

  Desulforudis audaxviator可能是一個真實的「自力更生」的微生物。相比之下,其它所有已知生物體均需要其它生物提供某些營養物質。Desulforudis audaxviator是在南非一個礦井發現的,礦井位於地下2英里處,完全與世隔絕。利用含鈾岩石產生的放射能作為能量,這種細菌能夠從周圍岩石和空氣中獲取所需的所有營養物質並完成新陳代謝過程。它們是世界上已知的唯一一個單種群生態系統。


  在某些情況下,細菌經常被打上「擁有獨一無二耐受性」這一標籤,但這個標籤幾乎沒有什麼粘性可言。過去一個月時間裡,科學家並未發現用於確定一項新微生物基準的帶有新特徵的物種。實際上,傳統的物種概念已經失效。研究發現,細菌和古細菌之間會交換基因,而且並沒有繁殖的需要。形象地說,就像兩個人在街上相遇,彼此交換隨身攜帶的物品。這種可互換性顯然是在嘲笑過時的基於動物的物種概念,一些微生物學家自然希望拋棄這一概念。


  在談及內臟細菌大腸桿菌時,生物學先鋒琳恩·馬古利斯(Lynn Margulis)曾表示:「如果將一個特殊的質粒植入大腸桿菌,大腸桿菌便會突然間變成克雷伯氏桿菌。你不僅改變了種,同時也改變了類,就像將一個人變成黑猩猩。將一隻黑猩猩裝進冰箱,等到第二天早上放他出來的時候,他卻變成了一個人,這種事情顯然超乎我們想像。」


  我們真的很難想像,人們可能會對微生物乃一個遍佈地球的「ur-生物體」(假定的第一個生命種群)這一想法習以為常。以上8幅圖片展現的是地球上一些生命體令人生畏的適應性。


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