据美国《连线》杂志报道,科学家曾认为某些地区不可能存在生命,但经过30亿年的进化,生命已遍布地球的每一个角落,从深海热液喷口到冰川深处,从高盐盐滩到强辐射环境。以下介绍8种极端环境下的细菌和古细菌,它们展现了生命惊人的适应能力。
1. 细菌与古细菌的巨大差异
最初科学家认为古细菌比细菌简单,但事实并非如此。细菌和古细菌都没有细胞核或其他膜包被的细胞器,而真核生物(动植物和真菌)则拥有这些结构。古细菌常生活在极端环境中,如美国黄石公园温泉中的嗜热古细菌。
2. 格陵兰冰川下沉睡12万年的细菌
Herminiimonas glaciei 是在格陵兰冰川下3公里处发现的,是已知最小的微生物之一。它拥有超长鞭毛,能在冰层微隙中移动。宾夕法尼亚州大学的研究人员成功使其苏醒,此前它已沉睡约12万年。2008年,同一团队还报告了另一种更古老的细菌 Chryseobacterium greenlandensis,估计年龄达200万年。
3. 深海火山口耐高温细菌
Pyrodictium abyssi 于1979年在深海火山口发现,能承受极高水压和超过水沸点的高温。其细胞呈扁平盘状,聚集在抗热的中空管状结构中,是极端微生物的早期代表。
4. 沙漠中发现的地球最强悍细菌
Deinococcus peraridilitoris 是耐辐射球菌的近亲,2003年在智利阿塔卡马沙漠土壤中发现,被《吉尼斯世界纪录》列为最强悍细菌。它能抵抗寒冷、真空、干旱和辐射,关键是其拥有多个基因组拷贝,受损时可从其他拷贝复制修复。
5. 红海盐滩的耐盐细菌
Haloquadratum walsbyi 生活在红海附近高盐盐滩,其方形超扁平形态使其具有最高的表面积体积比,有效防止在高盐环境中脱水萎缩。
6. 地球上抗辐射能力最强的生物
Halobacterium NRC-1 能承受高达1.8万戈瑞的辐射(10戈瑞即可致死),是耐辐射球菌的两倍。它擅长修复自身DNA,与 Deinococcus 属细菌类似。
7. 美国加州金矿毒液中的耐酸细菌
Ferroplasma acidophilum 能在pH值为零的强酸环境中生存,硫酸对它如同矿泉水。它发现于加州金矿的有毒流出物中,以铁作为蛋白质核心构件。
8. 南非矿井中自给自足的微生物
Desulforudis audaxviator 发现于南非地下3公里处的矿井,完全与世隔绝。它利用含铀岩石的放射能,从周围岩石和空气中获取营养,是已知唯一的单种群生态系统。
这些微生物挑战了传统的物种概念。细菌和古细菌之间可交换基因,无需繁殖,就像路人交换物品。微生物学家琳恩·马古利斯指出,通过质粒转移,大肠杆菌可变成克雷伯氏杆菌,这相当于将人变成黑猩猩。这些发现表明,微生物可能是一个遍布地球的“原始生物体”网络。