研究揭示了許多海洋微生物實(shí)際上是從氫和一氧化碳中獲得能量的

生長(zhǎng)在海洋最深處的微生物如何在沒有陽(yáng)光的情況下生存一直是個(gè)謎。莫納什大學(xué)的研究人員在《Nature Microbiology》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)新研究表明，在這些最黑暗的深處，一種稱為化學(xué)合成的獨(dú)特過(guò)程——利用無(wú)機(jī)化合物生長(zhǎng)——為微生物提供了燃料。

這項(xiàng)為期五年的研究揭示了兩種常見的氣體——氫氣和一氧化碳——是海洋中從熱帶到兩極數(shù)萬(wàn)億微生物的燃料。

研究人員表示，到目前為止，大多數(shù)觀點(diǎn)都認(rèn)為海洋微生物的生命主要是由光合作用驅(qū)動(dòng)的。“但是，那些深到光線無(wú)法穿透或營(yíng)養(yǎng)貧乏到藻類無(wú)法茁壯成長(zhǎng)的地區(qū)呢？我們?cè)谶@項(xiàng)研究中表明，化學(xué)合成在這些區(qū)域占主導(dǎo)地位”。

“事實(shí)上，氫和一氧化碳‘喂養(yǎng)’了我們觀察過(guò)的所有地區(qū)的微生物：從城市海灣到熱帶島嶼周圍，再到地表以下數(shù)百米的地方。有些甚至可以在南極洲的冰架下面找到。”

這項(xiàng)研究將海洋航行期間的化學(xué)測(cè)量與微生物培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)室特征相結(jié)合。研究小組還廣泛使用了宏基因組測(cè)序，研究人員說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)了能夠在八種親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的微生物門類中消耗氫氣的基因，這種生存策略在它們生活的越深時(shí)就越常見。”

在這個(gè)項(xiàng)目中，研究人員受到了他們之前在土壤細(xì)菌方面工作的啟發(fā)。研究人員此前已經(jīng)證明，大多數(shù)土壤細(xì)菌可以通過(guò)消耗大氣中的氫氣和一氧化碳而生存。

研究人員解釋道：“由于各種地質(zhì)和生物過(guò)程，世界海洋的表層通常含有大量溶解的氫氣和一氧化碳?xì)怏w。因此，海洋細(xì)菌與它們的陸地表親使用相同的氣體是有道理的。”

這些發(fā)現(xiàn)為我們了解生命是如何進(jìn)化的提供了見解。研究人員總結(jié)道：“最早的生命可能出現(xiàn)在深海噴口，以氫而不是陽(yáng)光作為能源。令人難以置信的是，37億年后，海洋中如此多的微生物仍然在使用這種高能氣體，而我們直到現(xiàn)在都完全忽視了這一點(diǎn)。”