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线虫也能承受巨大的压力年当哥伦比亚号航天飞机在重返大气层时解体时载有线虫的一项生物实验容器从海拔42千米的高空自由降落他们的罐子以大约倍重力的力量击中了地面几周后实验容器被找到罐子里的线虫不仅经受住了考验而且还在繁殖此外人类需要在氧气比例达到21的大气层中才能正常呼吸而线虫可以在氧气比例仅为05的环境中无限期存活而且许多物种可以存活更长时间甚至在更少或根本没有氧气的环境下

发布:admin - 2018-4-25 10:34:23 - 分类:热点新闻 - Tags: - 浏览()

  端的地下条件否则微生物必须耗费特定数量的能量以维持细胞的完整性和正常功能。现在基因测序技术使我们能够详细地研究有机体可能对哪些环境成分进行代谢我们还可以用元基因组学来研究整个群体的代谢潜能这是一种研究群体遗传多样性的方法这些方法共同揭示了深层地下生物群落的总体结构和功能我们对以蛋白质细菌为主的群体从陆地表面以下米到米处收集研究表明它们彼此之间有着高度的相似性这是由一种称为16核糖体的遗传标记所决定的。然而相同的功能特征却由不同的分类群携带这一变化不能通过收集点不同来解释也不能通过每个地点独特的物理化学特征来解释而通常是由最具生态影响的因素所决定的无论是深度还是水的停留时间似乎都不是造成这种差异的重要因素未来对地下微生物起源的调查以及它们在地质历史上的进化和运动将有助于我们对地下生物地理学或生活景观的理解。

  我们最近完成了一项研究用高通量测序法来研究地下微生物以观察总和蛋白质的数量在年的一篇论文中我们首次描述了在地下被积极执行的综合代谢功能网络在南非金矿地表下米处活跃的生物群体由39个系属组成包括三大生物领域细菌古生菌和真核生物这些领域甚至包括人类在内的复杂生物总的来说生态系统被蛋白质细菌所主导。分子数据连同同位素地球化学和热力学模拟得出了共同的结论最成功的深层地下群体是一种蛋白质细菌它们通过硝酸盐还原和硫氧化的耦合获得能量以固定二氧化碳促进细胞生长深层地下微生物对硝酸盐的需求是出人意料的在我们的研究之前它没有被注意到因为在地下水样品中测量的硝酸盐浓度很小更有趣的是我们推断深层地下微生物群已经建立了强大的成对的代谢伙伴关系或合成关系这有助于有机体克服从岩石中提取有限能量的挑战这些微生物并没有直接相互竞争而是建立了一个双赢的合作关系。微生物细胞中的大部分碳都是直接从甲烷中间接获得的这是正确的尽管甲烷菌和甲烷氧化微生物在我们的样本中所占比例不到1这个比例惊人的低因为甲烷是我们所研究的水样本中最丰富的溶解气体占80无论是在时间还是在空间上不同种类的微生物类群在深层地下回收甲烷存在很大不同。

  尽管存在代谢伙伴关系的优势但有些深层地下微生物已经进化到单独行动的程度通过元基因组学和基于基因组的分析劳伦斯伯克利国家实验室的研究科学家迪伦奇威发现了一种硫酸盐还原细菌它能够以完全自给自足的方式生活在地下生态系统中自从这一发现于年发表以来在大陆和海洋地下的其他地方都发现了这种细菌的踪迹。单细胞基因组数据表明古代病毒感染将古菌基因转移到细胞中为细菌的自力更生提供了基因机制单细胞基因组数据不仅允许我们研究深层地下微生物基因组材料的细胞间变异情况而且还能恢复无法培养的微生物基因组蓝图这些被忽视的生物有时被称为微生物暗物质因为它们通常可逃过传统的实验室方法检测与天文学上的暗物质一样微生物暗物质远远超过了可见微生物的量在人工实验室条件下大约99的微生物不会生长我们必须依靠单细胞基因组学和元基因组学来寻找深层地下的微生物暗物质。甚至在我们和其他几个研究团队意识到细菌和病毒已经在严酷的深层地下殖民的时候大多数科学家仍然认为没有比这些单细胞生物更复杂的东西能够在那里生存下去更复杂的是多细胞生物在低氧水平和高压力环境下的适应能力较弱它们需要更多的食物同样在年我们的团队开始在深层地下寻找线虫。

  线虫通常被称为蛔虫不要与蚯蚓混淆是十分常见的多细胞生物与昆虫一起它们是地球上最主要的动物族群线虫多数体积很小虽然有些可以长到几米长但大多数都小于1毫米它们的起源可追溯至11亿年前即植物和动物进化后不久线虫被认为是地球上最古老的多细胞生物之一从土壤到海洋它们几乎征服了地球上所有的生态系统有些甚至进化到寄生植物和动物身上包括人类。之所以选择在深层地下寻找线虫是因为它们有在极端环境下生存下来的可靠记录许多物种在面临威胁生命的条件时能够改变自己的生命周期并形成了一个生存期它们的新陈代谢会大大减少通过这种方式它们能够在缺氧酷热干旱冰冻和有毒的环境生存数十年然后在潮湿或条件充足的情况下恢复过来。线虫也能承受巨大的压力年当哥伦比亚号航天飞机在重返大气层时解体时载有线虫的一项生物实验容器从海拔42千米的高空自由降落他们的罐子以大约倍重力的力量击中了地面几周后实验容器被找到罐子里的线虫不仅经受住了考验而且还在繁殖此外人类需要在氧气比例达到21的大气层中才能正常呼吸而线虫可以在氧气比例仅为05的环境中无限期存活而且许多物种可以存活更长时间甚至在更少或根本没有氧气的环境下。

  我们对深层地下线虫的搜寻促使在年发现了一种新的线虫它的字面意思是魔鬼蠕虫在金矿深度约米的地方我们从裂缝流出的水中发现了线虫碳年代测定显示那里的水大约有年的历史在接下来的几年里我们在多米的地下深处发现了更多的线虫。在发现了魔鬼蠕虫后我们进行了长达两年的过滤取样在此期间我们过滤了来自地下米的升水这一努力导致我们在有年历史的水中发现了一个完整的无脊椎动物乐园这里有各种各样的扁虫线虫轮虫节肢动物退火菌真菌和原生动物整个社区显得生机勃勃。基因分析显示这些生物都不是新物种而是地表上的已知物种进一步的调查显示几乎所有复杂的地下居民都有共同的特点它们的分布非常广泛因此很适合生活在极端环境中当时我们还制作了一段生物膜的视频片段一层薄薄的独立的生命层附着在岩石深处的缝隙里这个生物膜由细菌和有机基质组成是所有这些动物的家园。

  我们还发现了一些非动物物种比如真菌和原生动物它们生活在从到50万年前不等的深裂缝水中通常它们在裂隙水里的数量很低每升水中只有一个样本相比之下在某些地区我们发现细菌生物膜上每平方米的生物数量密度超过万因为已知的地下动物都很小我们的拇指或许就可以容纳整个生态系统里面包含几百个小型无脊椎动物真菌和原生动物。地表和地下物种的共性对持续研究构成了挑战在任何时候我们必须进行广泛的分析以确保发现的任何标本都不是我们正在挖掘污染的结果我们还测量了水的年龄以确定它没有受到最近化学和细菌技术所影响我们必须时刻保持无菌状态这有点儿类似于前往火星上分析样本以寻找外星生命存在的证据。除了我们从来没有在矿场发现过任何全新的多细胞生物乍一看这似乎是违反直觉的因为我们预期深层地下有个长期的自适应选择过程这会导致新的生命形式出现然而事后看来这并不令人惊讶世界上任何地方的任何一块土壤中线虫或任何其他小型无脊椎动物每天和每个季节都会经压力循环。

  在晴朗的日子里阳光会使土壤变得干燥而在下雨时水坑可能会切断所有的氧气在夜间水冻成冰或更大的动物踩在地上都会增加压力导致土壤被扰乱总之生活在土壤表面的动物每天都承受着压力许多被水运送到深层地下的生物体很久以前就已经适应了极端环境所以它们不需要长期的适应选择过程才能生存下来。即使在我们发现了生活在地下的生物的惊人之处之后我们仍然对发现它们的地方感到措手不及在我们对矿的调查中我们发现了线虫生活在含盐的钟乳石内深度达米此外这种线虫也适应了咸水生活甚至无法在淡水中存活从表面上看这个物种早在几年前就被发现生活在咸水环境中尽管矿场位于一个干盐锅中但令人感到困惑的是依赖于盐的地表蠕虫是如何克服致命淡水的威胁成功进入地下如此深度的。深入地下的过程尚不清楚这也是目前研究的重点课题即使在没有答案的情况下更广泛的认识是复杂的地表生命形式也能在深层地下存活这对于在太阳系中行星及其卫星上寻找生命来说是个好消息举例来说在火星地表条件变得不适宜居住之后类似的迁移过程可能会将生命形式传送到深层地下。

  我们进入地球内部寻找生命的旅程才刚刚开始我们感兴趣的是深层地下的物种是否真的像它们看起来那样孤立这种地表地下迁徙是否是双向的某些地下生物能否通过温泉重新出现在地表上我们对地区的温泉水域以及南非南部和西开普省南部的分析并没有发现这种重新出现的任何证据然而这是个很有争议的问题我们正在继续调查因为它将告诉我们在地表和深层地下之间交换的遗传物质有多频繁。最后我们认识到我们可能只探索了深层地下生物圈的一小部分可能还没有遇到它最重要的居民这种观点的理由是如果来自地表的世界性物种能够在深层地下生存下来并与地表同类分离开来那么在很长一段时间内有些生物可能已经适应了更深地下的条件也许此刻在我们的脚下就有无数奇异而美妙的生命形式正等待我们去发现小小。报道12月20日消息据国外媒体报道市场分析机构的数据表明在目前所运行的中的份额已经超过了6。

  给出这一数据的是市场分析机构市场他们的数据表明截至12月18日在目前所运行中比例已达到了456超过了占比413的6离占比488的已非常近。与一同发布但上市时间早近6个周的8和8在中的份额还是要低于上市时间更晚的的数据就表明截止12月18日8在中的份额为38略高。

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