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探寻生命起源 深海热液喷口的嗜热微生物藏着关键线索

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探寻生命起源 深海热液喷口的嗜热微生物藏着关键线索(图1)

无边无际的宇宙当中,寻找地外生命的突破口,竟然隐匿于我们脚边几千米深的漆黑深海里面,这是科研人员历经最近二十年方才摸清看透的奇妙关联。

热液喷口的奇异家园

西太平洋海洋底部,深度达几千米之处,黝黑颜色的岩壁出现裂开的缝隙,温度为350℃的滚烫流体持续不断地向外喷涌出来,与处于冰点边缘的海水进行剧烈翻腾。此地全年都见不到哪怕半缕阳光,就连常规的深海生物都不愿意靠近哪怕半步。

探寻生命起源 深海热液喷口的嗜热微生物藏着关键线索(图2)

霍尔顿实验室于2003年从这片热液之中捞出德氏火球菌,它在90℃的环境之下依旧慢悠悠地生长,没有依靠阳光,也没有使用氧气,而是将氢硫铁当作一日三餐的能量来源。

打破传统的生命认知

原先科学界一直都默认,生命是离不开阳光、氧气以及适宜常温的,然而这些嗜热微生物的出现,直接就把传统生命生存清单给撕掉了一大半,它们在如同开水级别的高温环境当中,进行繁衍生息,依靠火山所馈赠的化学物质来维持生存。

好些研究者着手翻找那时已是几十亿年前的地质痕迹,估摸地球起始的生命芽孢,没准就诞生于这般幽暗且滚烫的海底火山口近旁。

冰封卫星的隐秘海洋

探寻生命起源 深海热液喷口的嗜热微生物藏着关键线索(图3)

被称作土星的土卫二,以及名为木星的木卫二,其表面存在着厚度达到数十公里的坚硬冰壳,然而冰壳之下却隐匿着连片的液态咸水海洋。土卫二还会定期朝着太空喷射出水汽冰粒,恰似一座永不熄灭的太空喷泉。

探寻生命起源 深海热液喷口的嗜热微生物藏着关键线索(图4)

科学家作出推测,那两颗处于冰封状态的卫星的海底,极有存在类似地球热液喷口的可能性,这种热液喷口会持续不断地给暗无天日的海洋输送热量以及化学能。在这里,完全存在着滋生生命的那种小小的可能性。

跨越亿万公里的探测脚步

探寻生命起源 深海热液喷口的嗜热微生物藏着关键线索(图5)

在历经13年时间里,卡西尼号探测器多次飞掠土卫二,拍到了羽状喷流里藏着有机分子以及氢气,而这些恰恰是地球深海嗜热菌赖以生存的化学燃料。早年伽利略号绕木星飞行,还测出了木卫二冰壳下的海洋规模相较于预期超出了许多。

2011年,后来抵达木星轨道的朱诺号,精准测量引力磁场数据,进一步确认那颗冰下海洋的活跃程度,只为后续探测铺就道路。

锚定地球参照校准探测方向

探寻生命起源 深海热液喷口的嗜热微生物藏着关键线索(图6)

于马萨诸塞大学阿默斯特分校的实验室当中,科研人员借助深潜器夺回热液样本,于完全隔绝氧气的反应器内小心翼翼地培育嗜热菌。他们追寻这些微生物的代谢踪迹,整理出专门的化学指纹。

团队搭建了计算机模拟系统,对温度进行调整,对化学成分予以调整,借此还原地外海洋环境,进而预判嗜热菌于地外海洋的存活状态,由此明确未来探测器所要找寻的生命信号!

隐秘生物的意外现实馈赠

那些于海底存续了几十亿年之久的古老微生物,早已悄然渗入现代生活的各个方面,核酸检测所使用的DNA聚合酶,其核心成分乃是从嗜热菌中萃取而来,能够承受住反复高温变性的环节。

某些嗜热菌具备分解难降解工业污染物的能力,在其代谢进程里产出清洁氢能,为环保领域予以了意想不到的全新思路,也为能源领域给予了意想不到的全新思路。

在你看来,往后的三十年时间当中,人类有没有可能在木卫二那处于冰层之下的海洋里,寻觅到相似的嗜热生命留下的痕迹呢?

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