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皇冠开户:嗜热细菌的逆天能力:130度高温下吸剧

时间:2016-12-28 19:57 作者:hg0088.com 点击:

皇冠开户:对于许多人来说,50摄氏度以上的温度就会让人感觉非常不舒服,但有些生物却能在沸腾的热水中优哉游哉地生活。它们为何能够忍受极限高温?研究这些耐热生物对人类来说有什么好处?

沸水中的极端微生物
在遥远的东西伯利亚,数百座活火山耸立在岩石之上,其间点缀着数以千计的热泉。俄罗斯人称这里为“正在形成的土地”,因为这里的火山总是在融化岩石,形成新的地貌。堪察加半岛上的“新土地”堪称地球上最荒凉的地方,但这并非意味着没有任何生命。在热气弥漫、冒着气泡的沸水中,依然存在着许多奇怪的微生物,有些甚至能在130度左右的水中生存。 堪察加半岛是地球上最活跃的的火山喷发区之一,是太平洋“火山带”的重要组成部分。这里最引人关注的区域是克罗诺基国家公园的Uzon火山口,它就像四面被山围绕的碗,里面有数百处热泉、间歇泉以及泥浆池,它们的热量来自地底深处的地热。这里的岩石中含有丰富的砷、磷、铜、铅、锑甚至黄金。甲烷、硫化氢、氮气以及二氧化碳等地热气体从地表渗出,或在热泉中形成气泡。这个地方非常危险:你可能很容易掉入沸腾的水中或吸入有毒气体。但对于许多微生物来说,这里却是最好的繁衍之地。对于研究极端微生物的生物学家来说,Uzon火山口也是完美的研究场所。

 

呼吸剧毒气体,吸收化学能
大多数生物无法在热泉中生存,接近沸点的温度可以煮熟大多数正常的生物,并破坏蛋白质、脂类和遗传物质。但是高温并非热泉生物需要面对的唯一问题。有些热泉中酸性很高,有的则碱性更强。有的水非常咸,有的则富含砷、硼酸、硅酸以及硫酸。这些热泉中几乎没有氧气,因为高温下氧气不会溶解在水中。正是因为生存条件如此恶劣,没有任何复杂的生物能在热泉中生存。在温度达到50摄氏度以上时,动物通常就会感到非常不舒服。大多数在极热环境中生存的生物都是单细胞细菌或古生菌。它们是地球上最简单的生命形态,或许也是最古老的。它们只有1个细胞组成,缺少更高级生命拥有的复杂细胞机制。

 

 

为了能在沸腾的热泉中发现更多生物种类,科学家收集了大量样本,并分析拥有极端抗性的微生物DNA。科学家们在这里发现一系列微生物,包括许多前所未见的新物种。英文名为Desulfurella acetivorans的细菌是一种生存在58度热泉水中的细菌。它以温泉中的有机物为食,不需要呼吸氧气,而是通过被称为“硫还原”的过程从火山硫中吸取能量。Thermoproteus uzoniensis是科学家们在Uzon火山口和间歇泉峡谷的热泉中、蒸汽喷口、泥孔以及泥土中发现的新细菌。这些杆状微生物可以在接近沸点的水中生存,以食用名为肽的有机分子发酵物为生。它们也使用“硫还原”过程获得能量。科学家们认为,Thermoproteus uzoniensis经常可以跨区域出现,因为它们通过风、水、鸟甚至熊等被携带到其他地方。

 

 

另一种英文名为Acidilobus aceticus的细菌是在酸度极高的热泉中发现的。这种酸水的温度非常高,可以达到92摄氏度。它以发酵的淀粉为食,同样以“硫还原”过程推动新陈代谢。实际上,在热泉和间歇泉中,不仅存在着呼吸硫的微生物。在二氧化碳、一氧化碳、铁以及硝酸盐等火山气体中,也有许多细菌生存。研究人员在勘察半岛发现许多截然不同的噬热细菌,它们的特殊本领是可以呼吸一氧化碳,对于正常生物来说,它属于剧毒气体。