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图1从阿尔文潜水器观看轴向火山的热液喷口场。

  凤凰科技讯 北京时间8月9日消息,英国每日邮报报道,科学家称地球三分之一的有机物都生存在地球的岩石和沉积物里,这些有机物的数量总和可能比能够在地表找到的总和还要多。本周美国马萨诸塞州阿姆赫斯特大学的微生物学家詹姆斯·霍顿与他的同事在经历长期的工作后,首次获得靠甲烷呼吸的微生物的首批详细数据报告,这些微生物生活在炎热的海底火山缝隙深处。“我们首次研究这些地下微生物,定义他们的栖息地环境,确定它们与其它物种有何不同。” 霍顿说道。

  “证据表明在地表以下有大量的微生物,包括地壳和海洋沉积物中,这些微生物的总量可能有地面上动植物总和那么多。” 霍顿说道。“我们对生活在深部岩石的微生物很有兴趣,而研究它们的最佳地点就是海底火山的热液喷口。温暖的海水为这些微生物提供营养和能量来源。”

  这项研究将会增进科学家对深海生物地球化学循环的理解。“这样的研究能够极大的促进我们对于静止的知之甚少的深部生物圈内微生物过程的理解。” 国家科学基金会海洋科学部门的项目主管大卫·凯瑞森这样说道。

图2阿尔文潜水器将它的机械手臂伸向火山超高温的黑烟囱。

  这个项目将会解决很多此类问题,诸如30亿年前地球上的微生物代谢过程是怎样的?以及其它星球上的外来微生物是怎样的?

  由于这项研究涉及很多甲烷类生物—这类微生物吸入氧气和二氧化碳,排泄出甲烷,它也可能为地球上自然气体的形成提供线索。

  此外,这项研究的一个主要目标是测试预测性电脑模型的结果,以确立超亲热性甲烷类微生物在热液流体中的环境氢极限。

图3海洋底部的生命:太平洋胡安·德富卡洋脊中吸烟热液硫化物正在喷出。

  “这个模型预测了我们最感兴趣的多岩石环境的‘可居住性’,但我们仍希望了解这些模型的地面实况并不断完善它们。”

  在马萨诸塞大学阿姆赫斯特两升的生物反应器内,科学家可以控制氢含量,从这项研究中科学家也了解了超嗜甲烷菌的特性。研究学者发现有机物的增长测量数据大致相同。当给与同样的氢含量以及同样最小的增长需求,微生物的增长速率是一样的。

  霍顿和海琳利用栽培技术找寻地球上的有机物并研究它们在实验室条件下的增长,科德角海洋生物实验室的联合调查员朱莉·胡伯提供了微生物的分子生物学分析,而华盛顿大学的大卫·巴特菲尔德则提供地球化学流体分析。

  利用阿尔文潜艇研究,他们搜集了从火山黑烟囱流出的温度高达350摄氏度的热液,以及从海底裂缝流出的热液样本。“我们利用专门采样仪器测量热液的化学和微生物成分,” 巴特菲尔德说道,“这是为了了解决定微生物群落结构及增长率的生物和化学因素。”研究学者将很快了解甲烷类微生物是如何生存和运作的。(编译/严炎刘星)