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南极极端环境中新发现多样微生物及其独特生存机制解析

据《自然》网站报道,智利南极科考队近日在蓬塔阿雷纳斯召开新闻发布会,宣布发现了超过300种生活在极端环境下的微生物,其中约70%为新种类。研究这些微生物在极端环境中的生存机制,有助于推动防辐射化妆品和生物制药等领域的新技术发展。

此次科考由智利南极研究所组织,生物科学基金会负责人、生物化学家珍妮·布莱梅领导,重点研究南雪特兰群岛极端环境中的微生物多样性。科考队发现了多种嗜冷菌、嗜盐菌、嗜酸菌和嗜碱菌。嗜冷菌适宜在15摄氏度以下生长,嗜盐菌则在高盐浓度环境中繁衍,嗜酸菌和嗜碱菌分别适应极端酸性和碱性环境。

此外,研究团队还发现了大量嗜热菌和超嗜热菌,尽管这些微生物终其一生生活在冰层中,但它们偏好50摄氏度以上的高温环境,其中一种微生物甚至能在95摄氏度高温下存活。研究人员指出,南极环境的变化促使这些微生物经历了显著的进化。

一项重要发现是奇异球菌,这种细菌生活在极地永久冻土15米深处,能够承受的γ射线强度是已知细菌的5000倍。其超强的辐射抵抗力机制尚未完全解明,甚至存在来自太空的假说。布莱梅表示,团队正深入研究其分子保护机制及潜在应用。

嗜冷菌还展现出抗紫外线能力,利用特定酶捕获活性氧化物,这一机制在生物技术领域具有重要应用潜力。研究人员预测,这些发现将促进开发保护人类免受紫外线伤害的新技术。

生物科学基金会的弗雷迪·波赫瓦德分离了来自高盐度、低温浅海沉积物的细菌,研究其分子生存机制,发现其中积累的生物稳定剂在化妆品和制药工业中具有广泛应用价值。

智利南极研究所微生物学家帕里·列文研究了270种来自南极乔治王岛及南雪特兰岛湖泊的放射类细菌,这些细菌能产生链霉素类抗生素。由于这些微生物极为稀有,相关抗生素对其他细菌的抗药性较低,具备开发新药的潜力。

列文指出,南极极端的温度和高强度紫外线辐射,使其成为“促进生物抵抗环境压力选择的天然实验室”,这里的进化机制对全球生物学研究具有重要借鉴意义。

(责任编辑:glia)