美国科学家最近成功复活了一种12万年前的微小细菌,这种细菌被深埋在格陵兰岛约3千米的冰层下。科学家们表示,通过研究这种复活的细菌,人类可以推测出其它星球上可能存在的生命形态。
美国宾夕法尼亚州立大学科学家詹妮弗-拉弗兰德-克泽领导的研究团队,对这种重新复活的细菌进行了描述和定义。詹妮弗称,该细菌已经被正式命名为“Herminiimonas glaciei”,它的身长大约有0.9微米,直径只有0.4微米,比著名的大肠杆菌小10到50倍。詹妮弗认为,“这种细菌最独特的地方就是它的体积非常小,看起来好象是营养不良,而这正是它能在如此恶劣的环境中生存下来的原因。”科学家们解释说,由于这种生物的体积很小,它们的体表与外界的接触率就大,从而能够更有效地从外界吸收营养物质。体积小也帮助它们更容易地躲避掠侵者的毒手,从而在这种天寒地冻的夹缝环境中生存下来。
科学家们推测,在这种恶劣生存环境下,细菌不能够生长和繁殖,但它们仍能够修复任何分子损伤,维持生命存活12万年之久。正是由于它的微小体形,它才能够得以生存于冰层的纹理之中,通过吸收冰层中稀缺的营养而度日。这种生物还长有尾巴一样的鞭毛,这种鞭毛可以帮助它在冰层的纹理中穿行以寻找食物。詹妮弗解释说,“在冰雪中,我们通常可以发现尘埃、真菌孢子、植物孢子以及矿物或其他有机物碎片等物质。因此,我们假定这种细菌正是依靠冰雪中的这些物质而生存。”这些生物体之所以生存在冰中,是因为当冰川形成时,它们正好被搁浅在那里。在冰川形成时,如果它们有幸躲到了冰缝里,那它们就找到了理想的藏身之所,因为冰缝里的液体通常都会含有一些营养物质。
詹妮弗研究团队在发现了这种略带紫褐色的细菌后,首先将它放置于2摄氏度的实验环境中长达7个月,然后又把它放在5摄氏度的实验环境长达4个半月的时间。经过近11个半月的实验,终于将它唤醒。詹妮弗由此推测,在其他星球或卫星之上也许也存在着相似的微生物,比如火星的两极的冰层或是木卫二的海洋冰层之中都有可能。詹妮弗表示,“因为冰层可能是保存核酸、其他有机化合物或细胞的最佳媒介,所以在这些环境中发现这些物质的可能性极大,原因就在于这些环境的气候极冷。这就给了我们发现它们是否存在的希望,我们就可以对它们进行准确地定位。”
据估计,地球上大约生活着300多万种细菌微生物,但目前已被确认的只有不到8000种。在这些已被确认的微生物中,只有大约10种来自极地冰层和冰川。有科学家此前曾宣称,在海底生活着的微生物远比人们想象得要多。在此之前,科学家们曾在南极洲冰层以下4公里处发现存活着的细菌,此外,2005年研究人员在美国阿拉斯加州一个冰冻的池塘中发现3.2万年前处于睡眠状态的细菌。科学家们发现了微生细菌的一种生理机制,从而解释了细菌如何幸免于极端寒冷恶劣的生存环境。
格陵兰岛是世界上最大的岛屿,它的总面积为218万平方公里,比世界上面积第二大的新几内亚岛、第三大的加里曼丹岛、第四大的马达加斯加岛的面积总和还要大。格陵兰岛位于北大西洋,2/3的面积位于北极圈内,最北端距北极点不到800公里,气候严寒、狂风凛冽,年平均温度低于零度。格陵兰岛是一个冰雪覆盖的神话世界,其最显著的地貌特征是广大厚实的冰原,规模之大仅次于南极洲。(生物谷Bioon.com)
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Int J Syst Evol Microbiol 59 (2009), 1272-1277; DOI 10.1099/ijs.0.001685-0
Herminiimonas glaciei sp. nov., a novel ultramicrobacterium from 3042 m deep Greenland glacial ice
Jennifer Loveland-Curtze, Vanya I. Miteva and Jean E. Brenchley
Department of Biochemistry and Molecular Biology, The Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USA
A Gram-negative ultramicrobacterium (designated strain UMB49T) was isolated from a 120 000-year-old, 3042 m deep Greenland glacier ice core using a 0.2 µm filtration enrichment procedure. Phylogenetic analysis of the 16S rRNA gene sequence indicated that this strain belonged to the genus Herminiimonas of the family Oxalobacteraceae of the class Betaproteobacteria. Strain UMB49T was most closely related to Herminiimonas saxobsidens (99.6 % sequence similarity), Herminiimonas arsenicoxydans (98.4 %), Herminiimonas aquatilis (97.6 %) and Herminiimonas fonticola (97.9 %). Genomic DNA–DNA hybridization showed low levels of relatedness (below 57 %) to H. saxobsidensand H. arsenicoxydans. Cells of strain UMB49T were small thin rods with a mean volume of 0.043 µm3 and possessed 1 or 2 polar and/or 1–3lateral very long flagella. The original colony pigmentation was brown-purple but after recultivation the colonies were translucent white to tan coloured. Strain UMB49T grew aerobically and under microaerophilic conditions. The strain produced catalase and oxidase, but did not reduce nitrate. Sole carbon sources included citrate, succinate, malate, lactate and alanine. The strain produced acid from L-arabinose, D-arabinose, L-xylose, D-xylose and D-ribose. The DNA G+C content was 59.0 mol%. Based on differential characteristics of strain UMB49T and recognized Herminiimonas species, it was concluded that strain UMB49T represents a novel species of the genusHerminiimonas, for which the name Herminiimonas glaciei sp. nov. is proposed. The type strain is UMB49T (=ATCC BAA-1623T=DSM 21140T).