科学家们发现生物是如此的不活跃,以至于他们扩展了我们对生命本身的看法

2020-08-06 10:53:42

2014年从海底打捞出岩芯。图片来源:美国杰夫小麦公司、美国国家科学基金会OCE 1130146和国家深潜设施。

“低能”一词通常用作贬义,意指懒惰或懒惰。但对于潜伏在地球海洋深处的神秘生命形式来说,这是一个几乎没有任何燃料来源的阳光充足的栖息地,“低能量”是一个生存问题。

根据周三发表在“科学进展”上的一项研究,现在,一组科学家发现,这些超凡脱俗的生物“生存在比之前显示的支持生命的能量通量更低的能量通量中,这对生命的能力极限提出了质疑”。

客观地说,普通人的能源预算可以为一台吊扇供电。根据这项研究,这些有机体存在的能量预算大约比这个数字小50万亿分之一(10亿)。实际上,我们刚刚发现,某些生命形式可能非常不活跃,这扩大了我们对地球上和宇宙其他地方的生命可能是什么样子的概念。

伦敦玛丽女王大学(Queen Mary University Of London)环境科学家、主要作者詹姆斯·布拉德利(James Bradley)在一次电话会议上说:“我们在海底下面的沉积物中有这个栖息地,而直到几十年前,我们还不知道这个栖息地。”

“这被认为是一个非常限制能源的环境,但它包含了大量的微生物生命,”他继续说。全球海底沉积物中包含的细胞数量相当于地球所有土壤或全球海洋中的细胞数量。

几十年前,科学家们通过在全球各地(从沿海地区到开阔海洋)钻探岩心,首次偶然发现了这种深层地下生物圈的存在。这些探险揭示了生命,以完整的微生物细胞的形式,已经找到了进入可以在海底几公里以下的壁龛的方式。

布拉德利和他的同事使用这些海底调查的全球数据集来计算这些节俭生命形式的能量预算。该研究小组的数值模型集中在生态系统如何消化有机碳颗粒-主要是死物的残余物-这些颗粒从较高的海洋水位落到海底。

布拉德利解释说:“我们有充分的证据相信,有机碳的氧化,也就是这种有机物的燃烧,是地下生命的主要燃料来源。”“这是一个与光线隔绝的系统,它依赖于这种下沉到海底的有机物质的输入,然后最终将其埋葬和沉积。”

他说:“我们使用数值模型来预测通过该系统的能量流动、那里的细胞数量以及有机碳降解的速率,这在一定程度上提供了能量,”他说,“我们使用数值模拟来预测通过系统的能量流动、那里的细胞数量以及降解的有机碳的速率,这在一定程度上提供了能量。”

假设你是人类,你自己的能源需求大约相当于运行一台吊扇所需的功率。根据这项研究,布拉德利的团队发现,平均每个海底电池的能量预算大约是这个数字的50亿分之一(10亿)倍。

正如你可以想象的那样,这些黑暗地区的生活节奏与我们郁郁葱葱的地表世界截然不同。在地下,微生物活细胞通常以一种可能跨越数百万年的悬而未决的生命形式存在。

布拉德利说:“看起来,这些生物中的大多数都生活在低于我们认为能够维持的能量状态--仅仅是活着--所以可能会有广泛的生长和细胞分裂的想法似乎不太可能。”

“这些细胞与数万年、数十万年甚至数百万年前沉积的细胞是否相同,或者至少只隔了几代?”他补充说。“我认为这仍是一个悬而未决的问题。”

令人难以置信的是,我们共享一个星球上的生命形式,可以勉强维持基本的生物活动,而油箱里的燃料如此之少。但它也揭示了太阳系中其他星球(如火星或木卫二)的潜在宜居性,以及围绕其他恒星运行的系外行星可能存在生命的可能性。

布拉德利说:“我们通过这项研究发现,与我们所熟悉的大多数生命相比,这些有机体与能量的关系从根本上说是不同的。”“如果有机体可以用很少的能量在极长的时间尺度上生存,那肯定会扩大我们寻找生命的可能栖息地。”

对于像火星这样的世界来说,这是一个值得思考的诱人现实,科学家们认为,在30亿多年前,火星可能是微生物的居住地。也许微生物火星人在亿万年前就撤退到地下了,他们已经埋伏了亿万年,以防更友好的条件回到这颗红色星球上。

当然,没有人知道,但这是一个令人鼓舞的迹象,表明深层生物圈是你在地球上所能获得的最陌生的生态系统,充满了奇怪的古代生命。该研究小组的发现涵盖了260万年前的沉积物,但科学家们希望恢复更多的样本,这些样本可能会将这一日期推后到5000万年或1亿年前。

布拉德利说:“如果能够扩展这个数字框架,能够捕捉到那些环境,那就太好了。”“我们预计会发现,更古老的环境存在于与我们在这里发现的相同或更低的能量体系中。”

“随着我们继续探索更难进入的地点,更热的地点,那些与地球动态部分隔绝了更长时间的地点,我们可能会开始看到我们找不到生命的地区,”他总结道。“但到目前为止,我们寻找的大多数地方都发现了这些僵尸样的细胞。”

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