物理科技生物学-PHYICA

地壳矿宫下泉物学推动了行星内生命的热点

地球 2021-10-28 23:59:55

按边界 德姆莫油田团队从左到右:莉莉·莫珀、布列塔尼·克鲁格和凯特琳·卡萨尔在德姆莫钻井装置中采集压裂液样本

信用:马特·卡普斯特 在翠绿的地表和富含有机物的土壤下,生命延伸到地球深层的岩石外壳中

大陆深层地下可能是地球上最大的细菌和古细菌储藏地之一,许多细菌和古细菌形成生物膜——就像岩石表面的微生物涂层

这种微生物群体在没有光或氧气,有机碳源最少的情况下生存,并且可以通过吃或呼吸矿物质获得能量

根据最近的估计,这些生物膜分布在整个深层地下,可能占大陆地下细菌和古细菌生物量的20-80%

但是这些微生物种群是均匀分布在岩石表面,还是它们更喜欢定居在岩石中的特定矿物上? 为了回答这个问题,伊利诺伊州埃文斯顿西北大学的研究人员领导了一项研究,分析了大陆深层地下环境中微生物群落的生长和分布

这项工作表明,宿主岩石矿物成分驱动生物膜分布,产生微生物生命的“热点”

这项研究发表在《微生物前沿》杂志上

微生物生活热点 为了实现这项研究,研究人员进行了1

位于地表以下5公里处的深井微生物观测站(DeMMO),位于南达科他州铅矿的一个以前的金矿内,现在被称为桑福德地下研究设施(SURF)

在地下,研究人员在富含铁和含硫矿物质的天然岩石上培育生物膜

六个月后,研究人员使用显微镜、光谱学和空间建模方法分析了新生长生物膜的微生物组成和物理特征,以及其分布

研究人员进行的空间分析揭示了生物膜密度较高的热点

这些热点与岩石中富含铁的矿物颗粒相关,突出了生物膜定殖的一些矿物偏好

“我们的结果证明了岩石表面矿物质对生物膜形成的强烈空间依赖性

我们认为这种空间依赖性是由于微生物从它们定居的矿物中获取能量

该研究的第一作者凯特琳·卡萨尔解释道

未来的研究 总之,这些结果表明,宿主岩石矿物学是生物膜分布的关键驱动因素,这有助于提高对地球深层大陆地下微生物分布的估计

但是领先的肿瘤内研究也可以为其他主题提供信息

凯特琳·卡萨尔说:“我们的发现可以为生物膜对全球营养循环的贡献提供信息,也有天体生物学的意义,因为这些发现提供了对火星模拟系统中生物量分布的洞察。”

事实上,地外生命可能存在于类似的地下环境中,那里的微生物受到辐射和极端温度的保护

例如,火星的含铁和硫的成分与德姆莫的岩层相似,我们现在知道它能够驱动地下微生物热点的形成

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