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科普:到莫克蘭海溝探尋“生命的第三種形式”—古菌
2018-01-31 21:28:35 來源: 新華網
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  新華社“實驗3”號1月31日電(記者張建松)地球上究竟有幾種生命形式?科學家最新的劃分是三種:真核生物、細菌和古菌。

  包括人類和動植物在內的真核生物,細胞內有細胞核,遺傳物質DNA主要儲存于此;細菌則沒有細胞核,DNA遊離于細胞質中;古菌則又是不同于細菌的一種生命形式,它們沒有細胞核,但另一些特徵又與真核生物相似,例如存在重復序列和核小體。這種生命形式如此獨特、如此陌生,令各國科研人員都充滿好奇和想象。古菌研究正在世界范圍內升溫。

  正在執行中國和巴基斯坦首次北印度洋聯合考察任務的中科院南海海洋研究所的“實驗3”號科考船上,中國考察隊員、來自南方科技大學海洋科學與工程係張傳倫教授團隊的高思敏希望能從莫克蘭海溝採集的海水和沉積物樣品中尋找到古菌群落,進行深入分析和研究。

  “最新科學研究發現,古菌廣泛分布在地球的各種環境中,海洋也是古菌的家園,海洋古菌是海洋生物量最多的微型生物之一。在莫克蘭海溝極端環境下生活的古菌,其生命形式令人充滿好奇和期待。”高思敏説。

  位于阿拉伯海北緣的莫克蘭海溝,大體呈東西走向,長約700公裏,最深處3000多米。巨大的靜水壓力和與世隔絕的環境,使外界生物一般難以抵達海溝,海溝生物也難以離開。每一條海溝,都好比一個黑暗無邊、自成一體、獨特奇異的世界。

  科學研究發現,古菌極其獨特的細胞結構,使它們可以在各種極端環境下“絕地求生”。例如,嗜熱古菌可以在超過100攝氏度的陸地熱泉和深海熱液中生存;在南極冰川、青藏高原等嚴寒環境中發現了嗜冷古菌;在含硫量豐富的火山區、酸性熱泉、硫質噴氣孔、發熱的廢煤堆等極酸環境中,也都曾發現嗜酸古菌。

  但古菌並不僅僅生活在極端環境中。目前,科學家還在土壤、湖泊、河流等常溫環境中檢測到古菌,甚至在人體內都發現了古菌。寄居在人體內的古菌主要是産甲烷古菌,它們能在無氧無陽光的條件下生存。

  古菌的個頭很小,一般小于1微米。在電子顯微鏡下,它們形態各異,有的像細菌那樣呈球形、桿狀;也有的呈耳垂形、盤狀、螺旋形、葉狀;還有的呈三角形、方形或不規則形狀,有的還像幾張連在一起的郵票。不過,絕大多數古菌都無法在實驗室中純化培養,只能通過環境宏基因組檢測分析它們潛在的代謝功能。

  現在,古菌被認為是地球生命的一個重要組成部分,在碳循環和氮循環中可能扮演重要的角色。

  “古菌作為地球上生命的第三種形式,人們對它的認識才剛剛起步,還有許多未解之謎和無窮奧秘等待探尋,研究古菌非常有意義,”高思敏説,“這不僅是因為古菌中蘊藏著大量未知的生物學過程和功能,有助于探索生物進化規律的線索;還因為古菌有著不可估量的生物技術開發前景,例如用于極端環境中的污染治理,用于潔凈煤技術和清潔能源生産等。”

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【糾錯】 責任編輯: 張敏彥
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