微生物恆久遠，一“羣”永流傳：科學家成功喚醒一億年前的生命_風聞

北京時間7月29日，發表在**《Nature Communications（自然通訊）》**上的一項新研究中，一個國際科學家團隊在死氣沉沉的深海淘到了“活”寶——1億年前被困在海牀沉積物中的微生物。研究人員發現，只要有合適的食物和一點額外的氧氣，它們就可以復活。

這真是不可思議。海牀上的微生物承受着巨大的壓力——海水都堆積在了海牀上，更不用説氧氣和基本營養素的缺乏，剩下的只有少得可憐的能量供應。

未參與這項研究的美國伍茲霍爾海洋研究所的微生物生態學家Virginia Edgcomb説：“這項新研究表明，微生物的生命是非常持久的，而且往往能找到生存途徑。”

更重要的是，通過證明生命可以在生物學家曾經認為不適合居住的地方生存，該研究表明了在太陽系或宇宙其他地方存在生命的可能性。

北卡羅來納大學教堂山分校的微生物學家Andreas Teske也沒有參與這項新研究，他説：“如果某顆行星的表面看起來不適合生命存在，那麼它們可能會在地表下存在。” 

研究人員已經知道，生命可以存活在海牀的“牀板下”超過15年。

領導這項研究的日本海洋地球科學與技術局的微生物學家Yuki Morono説：“我們想知道，在幾乎沒有食物的情況下，這些微生物還能維持多久。”

眾所周知，微生物可以生活在非常炎熱或有毒的環境中，但它們能在食物匱乏的地方生存嗎?  

為了找到答案，Morono和他的同事們在南太平洋環流區進行了一次鑽探考察，那裏是澳大利亞東部洋流交匯的地方，被認為是世界海洋中最死氣沉沉的部分，幾乎完全缺乏生存所需的營養物質。

當他們從海平面以下5700米深處提取粘土和其他沉積物岩心時，他們確認這些樣品確實含有一些氧氣，這表明可供細菌食用的有機物質非常少。為了探索那裏可能存在的生命，Morono的團隊從鑽孔的岩心中提取粘土樣本，把它們放在玻璃小瓶中，並添加了氮和碳的同位素，這些同位素只能在活的生物體內會被檢測到。

在研究團隊第一次將這些化合物“餵食”泥土樣本的那天，一直到557天后，他們從樣本中提取出少量的粘土，並將其溶解以發現任何活的微生物，儘管粘土中缺乏它們的食物。

這項工作很有挑戰性。一般來説，每立方厘米的海底泥中至少有10萬個細胞。但在這些樣本中，相同數量的沉積物中只有不超過1000個。因此，生物學家們不得不開發出專門的技術，比如使用化學示蹤劑來檢測是否有污染的海水進入了樣本，並建立了一種以穩定同位素標記的底物作為微生物示蹤劑的微氧培養實驗。

微生物對添加碳和氮底物的反應

**添加的營養物質喚醒了各種好氧菌。**研究團隊發現，這些1.015億年前的地層樣本中的某些微生物對孵化條件反應迅速，在68天的孵化期內，其數量增加了逾4個數量級，達到每立方厘米超過100萬個細胞。

微生物對添加底物的反應

該研究共同通訊作者、美國羅德島大學的地球微生物學家Steven D’Hond説：“我們知道，在大陸附近的深層沉積物中存在生命，那裏埋藏着大量的有機物質。但我們發現，生命在深海中從海底一直延伸到下面的基底岩石層。”

其他研究人員也曾在海底含氧沉積物中發現了細菌。去年，慕尼黑大學的地球生物學家William Orsi描述了1500萬年前沉積物中的活細菌，這是之前的記錄。Orsi説：“但是這項研究把它向後推了一個數量級的地質時間。” 

**對這些微生物的基因分析顯示，它們屬於八個以上已知菌羣，其中許多通常在海水中被發現，在分解有機物方面發揮着重要作用。**這表明，學會在極端能量限制的條件下生存是一種普遍存在的能力。

研究人員表示，這種能力可能在早期就已經進化，那時微生物還沒有足夠的食物。這可能是一個非常方便的生存技巧。” 

研究人員不知道這些環流帶的微生物數百萬年來一直在做什麼。他們發現的大多數菌種都不形成孢子，而孢子是一些細菌在不利條件下形成的不活躍生命階段。可能是細菌一直在非常緩慢地分裂，這將使本研究中分離出的細菌成為其遙遠祖先的後代。

但在深海沉積物中，微生物的食物實在是太少了，它們很可能只能修復受損的分子。

D ‘Hondt説：“如果它們完全不分裂，就能存活1億年，但這似乎很瘋狂。是否還有另一種未被識別的能量來源，也許是放射性物質，能讓細菌緩慢地分裂，它們很可能在被其他沉澱物掩埋時被困在裏面的。”

未參與這項研究的丹麥奧胡斯大學的海洋微生物學家Bo Barker Jørgensen説：“低食物和低能量似乎並沒有為地球上的生命設定終極限制。”

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41467-020-17330-1