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马里亚纳海沟疑似微生物的物质暗示了木卫二或土卫二可能的生命

这些如丝状的结构可能是微生物群落,在2012年马里亚纳海沟“深海挑战”时,在水深10668米的锡雷纳深海岩石露头上探测到。

电子扫描显微照片的样本取自瑟琳娜深渊显示,微小的细丝紧密结合到富含碳的结构,这被视为证据的可能存在的微生物群落。

据《国家地理》

报道(作者:NADIA DRAKE编译:蔡亚玲)

科学家在2012年的“深海挑战”中去了海洋的最深处,在探险中,他们发现了绒毛状块,怀疑是附着在岩石上的细菌群落。

当科学家在寻找生活在地球上最不适宜居住的地方的生物时,他们发现微生物能够适应这些极端的环境——比如酸性温泉、闷热的地下环境和亿万年前的海底岩石。现在深海挑战探险队对马里亚纳海沟底部的研究表明,海洋的最深处也能支持各种生物群体的生存。

机器人着陆器探索海沟深处的希雷纳时,发现了证据,他们认为是一个微生物群落附着在深处的岩石上。在马里亚纳海沟的淤泥中,已经发现了微生物和更大的生物,如虾状的两足动物,但与生活在深海中的“海洋雪”上的其他生物不同(编辑:海洋雪,指像雪花一样不断沉降的有机碎片),微生物的食物来源似乎是海底岩石和水反应后产生的化学物质;该团队在《深海研究I》(深海研究一)杂志上发表了研究结果。

因为微生物并不生活在那些在它们上面游动的生物身上,这些附着在岩石露头上的绿色绒毛块可能会提供线索,告诉我们什么样的生命形式能够在太阳系外围的卫星深海中生存,比如木星的 木卫二 或土星的土卫二。

“现在我们可以知道几十亿公里外的生命是如何存在的。该研究的合著者、制片人和国家地理探索者詹姆斯卡梅伦在一封电子邮件中写道:“也许它可以追溯到40亿年前生命首次出现的时候。

这些微生物可能是目前发现的最深的化学合成群落,它们的食物来源是发生在海平面以下10.5公里的地质作用释放的分子。“我们发现了一个被认为是微生物的生态系统,它通过化学合成在最深、最黑、压力最大的海底茁壮成长。这一发现可以作为指南告诉我们生活在欧罗巴海的可能性。凯文汉德说,他是美国宇航局的空间生物学家,国家地理探索者,也是这项新研究的主要作者

然而,韩德和其他专家也警告说,基于海底照片、海水和海洋沉积物样本的发现,必须等到丝状物质的样本被收集后,结果才能被确认为真实。

“他们实际上没有得到那丛头发的样本。宾夕法尼亚州立大学的地球微生物学家简马卡拉莱迪说,她在水下洞穴中看到过类似的微生物群落,但没有参与新的研究。然而,她说,这些绒毛块很可能是生物。

“我在许多地下阴影中见过类似的东西,”她说。“看起来很像我在加勒比海被洪水淹没的洞穴里看到的粘土。

海底之旅

在西太平洋的关岛附近,马里亚纳海沟是一个弯曲的裂缝,位于巨大的太平洋板块与较小的马里亚纳板块的交汇处。这条沟很深,如果珠穆朗玛峰被埋进去,山顶离大海超过1.6公里。这里所有的生物都必须忍受无尽的黑暗、冰点以上的温度和比地球表面高1000倍的压力。

在2012年由国家地理赞助的探险中,汉德和卡梅隆航行到马里亚纳海沟上方的海域。在这次旅行中,卡梅伦第一次独自潜入海沟的最深处——挑战者深渊。在海底,在海平面以下1908米的深度,他看到了极其单调的景色,只有漂浮的米色沉积物和稀有生物。

“我们在挑战者号的深渊底部没有发现肉眼可见的东西。卡梅伦说。但是在这次探险的后期,团队将一个电话亭大小的遥控登陆器放入了塞丽娜深渊,它就在这个壕沟附近,深度为10677米。他们选择了这个地方——海洋深度是世界第三——因为它地震活跃,可能是火山爆发,而且由于海流的作用,它可能比马里亚纳海沟的其他地方营养更丰富。

综上所述,这些属性表明瑟琳娜深渊可能比马里亚纳海沟的其他地方包含“更有活力的生物表现”。这项研究的共同作者,夏威夷大学的帕特里夏弗莱尔说,她已经仔细研究了这一地区的海沟。

深海中的化学反应

登陆器到达了一个斜坡,它的照相机显示,第一次在这里发现了除了海沟底部的黑色沉积物以外的东西,一堆从沉积物中伸出或从悬崖上落下的岩石迎接了深海登陆器。不管怎样,这些岩石在被移动的地壳推上来之前是在地球的地幔炉中锻造的。

“在这次潜艇航行之前,没有迹象表明天然岩石,如岩石露头或破碎的巨石,真的出现在那个深度,”韩德说。“这非常重要,因为我们想知道什么样的地质和地球化学环境可能有助于那里任何可行的微生物生态系统。

不能接触阳光进行光合作用的微生物有几种维持生命的方法。“一个是成为一个资源回收者,吃别人做的食物,”比如从海面附近的透明层下沉的食物,“或者以岩石和溶于水的各种物质为食,”马卡拉皇帝说。

马里亚纳海沟的第一种微生物是几十年前发现的,但是这项新的研究提供了另一种生命依赖于岩石化学反应产物的证据。

在洞穴或地球的其他黑暗角落,富含铁和镁的岩石在与海水接触后会发生一种叫做蛇纹石化的化学反应,这种化学反应被证明能促进微生物的新陈代谢。这种反应会产生少量的热量,并产生甲烷和氢气等化合物,这些化合物可以被微生物代谢。

“通过蛇形反应生活的细菌群落是一个完全不同的故事,现在它们可以在阳光无法生存的环境中生存。卡梅伦说。

该团队在瑟琳娜深渊的岩石上发现了明显的蛇纹石化迹象,包括海水和岩石化学反应的可见变化。因此,该位点似乎提供了微生物化学合成所需的刺激因子。美国宇航局艾姆斯研究中心的空间生物学家佩内洛普波士顿说,尽管这里的海水压力高得足以压碎一艘军用潜艇,但微生物小到足以“忽略”这种极端的力量,她没有参与这项研究。

生物照片

当研究小组放大着陆器拍摄的照片时,一些奇怪的东西跳了出来:像手指一样下垂的绿色细丝附着在岩石上。研究小组怀疑这是一个由多层细菌组成的复杂微生物菌群。

“我们起初说它们是瑟琳娜深渊中长满胡须的岩石,因为它看起来像是海底的一丛胡须。”汉德说。

研究小组怀疑,如果这些东西真的是微生物菌群,这意味着它们可以完全依赖蛇纹石石化的化学副产品,而不是从上层海水中漂浮下来的物质。这些微生物,只依赖于海底地质过程产生的化学物质和能量,可能非常类似于地球的原始生命——或者那些可能存在于冰冻的欧罗巴海洋中的微生物。汉德说,那里的水深高达161公里,但由于这颗卫星的重力很小,那里的压力几乎与地球海底的压力相同。

卡梅伦说:“瑟琳娜深渊的这一发现告诉我们许多可能在外星海洋中发现的东西,但这只是一个非常初步的发现。”。“通过研究我们自己海洋的深度,我们可以学习如何建造探索外星深海所需的工具和仪器。

亨德说,这种物质被认为是马里亚纳海沟的一种微生物,也可能位于海洋最深处和最黑暗区域的食物链底部,是虾状两足动物和其他动物的食物。然而,没有这种蓬松物质本身的样本,科学家不能完全确定这种结构是活的微生物。

“我花了很多时间盯着海底,想着这个物体可能是这个或那个东西。然而,仅仅通过相机镜头或舷窗或类似的东西来判断,我通常是错的。朱莉休伯没有参与伍兹霍尔海洋研究所的研究,她说,“实际收集和质疑样本非常重要。

从登陆器收集的海水中有吸引人的证据,这表明在这块毛茸茸的岩石附近有几种微生物,它们都是深海其他地方的常见物种,包括红菌科和希瓦内拉科。

“尽管马里亚纳海沟很深,但它仍然是海底,”波士顿说。“所以这不是一个不寻常的底部——它只是一个很深的底部。从微生物的角度来看,这可能是一个非常适合居住的地方。

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