嗜极生命

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  人类一直在探索宇宙的奥秘,试图在周围的星球寻找到适宜生命存在的环境。同时,人们也在努力研究地球上生命的极端形态,希望发现能够在其他星球的恶劣环境下存活的地球生命。
  科学家发现,地球上的生命遍布了世界的每一个角落。灼热的酸碱地、寒冷的南极、干旱的沙漠、黑暗的海底,处处都有生命的存在。人们把在极端环境下生活的生物称为嗜极生物。这些极强生命力给人类以重要启示:地球上的生命也许能够在寒冷干旱的火星气候下、在木卫二的酸性环境下生存,甚至在太阳系外的其他宇宙空间中都有存活的可能。
  
  “真金”不怕火炼
  
  海底热液喷口等炙热的环境为某些喜温生物提供了安逸的生存空间。1997年,人们在大西洋底部3 650 米深处的一个热液喷口处发现了一种名为“延胡索酸火叶菌”的细菌。该热液喷口的温度高达113℃。此后,人们又在太平洋底部2 400 米深处的一个热液喷口发现了另一种微生物,名为“Strain 121”。研究人员将“Strain 121”标本置于温度高达121℃的高压灭菌器中进行实验。经过近10 小时的高温高压蒸煮,这种微生物竟然能够存活下来并且还在继续繁殖。
  科学家们表示,尽管海底热液喷口的温度高达数百摄氏度,但它们的周围仍然存活着长管虫、蠕虫、蛤类、贻贝类,还有蟹类、水母、藤壶等特殊的生物群落。有科学家将这样五彩缤纷、生机勃勃的海底生物世界称为海底“生命绿洲”。
  在日本,鹿儿岛市一家公司的研究者在当地一家下水污泥处理场高温环境中发现一种耐高温微生物,被称之为“YM”菌,其最大特点是能在高温96℃下分解各种有机废弃物。对它进一步培养,此微生物能在120℃高温下发酵处理垃圾、下水污泥等废物,40~50 天内能将其转化成高效有机堆肥。
  美国的一位核酸化学家柏斯宣称,他发现了生长在130℃以上高温条件中的生物无性系。他还提出了150℃可能是生命耐热性的上限。当然,他的推断还未经证实,仅仅是一种假设。
  
  听说火星盐多,也许适合我
  
  海洋的含盐量约为3%,是许多生物极好的生活环境。含盐量达25%的死海,会使生物细胞内的水分渗出,破坏正常的电解质平衡。但人们仍在这种环境下发现了极少的微生物。科学家对其中一种细菌——嗜盐杆菌进行了深入研究,发现这种细菌的特别之处在于,它们可以产生一种蛋白质,保护自己免受盐水的侵扰。科学家希望通过破译嗜盐杆菌在恶劣条件下生存的奥秘,在生物技术研究和探知外星生命等领域能够取得突破。
  同时,科学家还发现了能够生存在含盐量高达36%盐液中的生物。36%的盐溶液已不能溶解更多的盐分,几乎达到了饱和。研究人员在美国新墨西哥州东南部一个地下洞窟中钻探得到了一些晶体样本,从其盐水囊中找到细菌存在,把它放入适当的营养液中能够复活,并显示其生命活动。这类嗜盐菌在2.5 亿年前是以类似休眠“滞生”形式存活至今。
  一位微生物学家在观察嗜盐生物繁殖的时候,发现它们具有特殊的形状,其中有一种最引人注目。它们呈四方形,繁殖时,先向一个方向延长,然后分裂,形成另一个四方形,如此不断分裂,结果看起来就像是连在一起的一张张邮票。
  火星表面存在镁硫酸盐等一些由于液态盐水的作用而形成的矿物质,这表明火星表面含盐分太高,不适宜一般生命的存在。科学家们认为,任何要在火星上生存的微生物都必须具备地球嗜盐细菌的上述特性,否则它们肯定无法忍受火星的高盐环境。
  
  躲进寒冰下的安乐窝
  
  寒冷的两极地区以及黑暗的海洋底部是喜寒生物的安乐窝。这些喜寒生物主要是一些细菌或是类似古菌的单细胞有机体。喜寒生物一般都有一种特殊的细胞膜。这种细胞膜可以产生一种蛋白质防冻剂,保证自身在极端寒冷的环境下不会硬化。英国科学家在研究中发现南极磷虾既可以生活在南极海洋的表面附近海域,也可以生活在深度达3 000 米的南极深海中。在这一深度的寒冷海洋里,终年没有阳光、氧气非常稀薄、水压巨大、没有任何海洋植物,生存条件相当恶劣。
  在南极地区刺骨的寒温下,其他动物几乎被冻成冰棒,甚至连细胞都冻得“咯咯”作响。然而对耐寒生物冰虫来说却是最舒适的生活环境。冰虫的细胞膜和细胞酶在低温下正常新陈代谢,细胞膜保持固有的弹性。对于地球喜寒生物的研究意义重大,因为太阳系所有可能可以容纳生命的环境,如火星和木卫二,都是寒冷冰冻的气候。
  
  醋算什么,来点更酸的
  
  法国科学家发现了一种极端耐酸性微生物,在pH小于1 的培养基中照样能生存繁殖。
  在美国加州矿山中,研究人员也发现一种原始微生物,它们在pH值极低的粘土或沉淀物中生活,能把硫化矿物质分解产生硫酸,形成极度酸性的环境。此强酸地区是一般生物难以生存的,唯独这些嗜酸微生物能在这种环境中繁衍生息。它们生存的矿区几乎都被这些嗜酸微生物覆盖。研究发现,这些微生物细胞结构独特,无细胞壁,照样在极端酸性环境中生存,并维持其代谢活动。
  
  怎么折磨我也不死
  
  科学家们普遍认为动物中生命力最强的当数水熊虫。
  欧洲宇航局利用卫星将只有1毫米左右长度的水熊虫带上太空,随后将它们暴露在太空环境中,让它们在没有空气、辐射强度超过地面1 000 倍的极端太空环境下暂停自身所有生命活动。卫星回到地球后,研究人员检查了这些水熊虫,结果发现,大部分挺过太空行生还。
  水熊虫是属于缓步类的无脊椎动物,生活在水中或潮湿的苔藓上,体长一般不超过1.5 毫米,长有6条腿,体形和熊有点像,因此得名。不少研究人员认为水熊虫是世界上最“强悍”的动物,因为它们能在极低温和极干旱环境下进入假死状态,即使100 年后,烤得干干的水熊虫只要有一滴水滋润就能复活。经研究表明,进入假死状态的水熊虫可以经受几小时-271℃的冰冻,也能耐短期150℃的高温,还能经受高压和大量的辐射。
  日本科学家将进入假死状态的水熊虫放进密封的容器里,再将该容器放入盛满水的高压水箱中,逐渐地将压力提到600 兆帕,相当于最深的马里亚纳海沟的水压的6倍。就这样,那些参加试验的水熊虫绝大部分都经受了这种不可想像的考验。
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