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老忠实泉沸腾了,散发着臭味,是这些生物的完美家园

老忠实泉沸腾了,散发着臭味,是这些生物的完美家园

黄石国家公园是北美的野生动物热点地区。 公园的山脉、森林和草地是 美国南部 48 个州是哺乳动物最集中的地方,包括本地野牛和恢复数量的灰狼。 每年都有数百万游客涌入公园,等待一睹各种野生动物的风采。

事实证明,黄石公园的其他著名景点——热泉、水池以及热气腾腾的温泉——也是生物的独特栖息地。 它不是有吸引力的哺乳动物和鸟类,而是喜欢混乱的微生物的家园。

科学家们长期以来一直在研究黄石公园泉水和池塘的水文特征,“但没有人研究过温泉的微生物学,”蒙大拿州立大学微生物学教授埃里克·博伊德说。

他们被忽视的原因之一是什么? 间歇泉变化无常。 老忠实火山是黄石公园的著名地标,大约每 90 分钟就会喷发一次,将沸水喷向 100 英尺或更高的天空。 水流过冷空气,下沉,然后再次沉入下面的热水池中。

很难理解任何东西都能在这个残酷的循环中幸存下来。 但在 研究 上周发表于 美国地质学会年会博伊德博士和他的同事已经证明,黄石公园的温泉是一些微小生物的理想家园。

为了测试水域,研究小组捕捉到了老忠实火山喷发期间掉落的液体。 回到实验室后,样品被浸泡在一种化学物质中,这种化学物质旨在使微小微生物发出荧光。

“我们看到了细胞,这真的很令人兴奋,”蒙大拿州立大学的博士生丽莎·凯勒说。 “但我们需要排除这不是污染,因为我们正在收集飞入空气中的水。”

在给微生物喂食并将老忠实泉的样本加热至其正常温度后,在大约 195 华氏度时出现了一阵活动,在 160 度时出现了一丝活动。 凯勒女士解释说,这表明微生物不仅适应更高的温度,而且它们也更喜欢热量。

该团队利用 DNA 测试来识别生活在加热器通风口和水池中的微生物。 Thermocrinis 是一群喜热细菌,可将化学物质转化为能量,占老忠实泉微生物的 60% 以上。 另外两个嗜热微生物属的成员:栖热菌属和火杆菌属,增加了该柱的微多样性。

研究人员“将不同的微生物群与不同的环境条件联系起来,这非常有趣,”美国宇航局艾姆斯航空航天局的天体生物学家阿方索·达维拉(Alfonso Davila)说,他没有参与这项研究。 他说,这项工作表明,多样化的微生物组可以在相对较小的间歇泉系统中进化。

研究小组认为,这种多样性是由老忠实泉的动态环境驱动的,它提供了微生物繁衍所需的一切:硫化合物、碳和蒸汽水。

为了支持他们的假设,凯勒女士观察到,没有剧烈火山喷发的安静水池在种群层面上所包含的生物多样性比她在间歇泉中看到的要少得多。

博伊德博士说:“间歇泉是一个充满敌意和荒凉的环境。然而,它几乎就像生物多样性的摇篮。”他补充说,在老忠实泉的硫磺、火山加热、充满二氧化碳的水中,Thermocrinis“很高兴”一只蛤蜊。”

我们星球之外的间歇泉又如何呢? 土星被冰覆盖的海洋卫星土卫二和木星的卫星欧罗巴上存在间歇泉的证据可能为微生物的繁衍提供了必要的条件。 寻找外星证据并不是那么牵强。

达维拉博士说,在老忠实泉发现生命有助于天体生物学家更好地了解这种极端条件下的生命。

他说,“生命可以在地球上的特定条件下生长,这一事实告诉我们一些有关土卫二、欧罗巴甚至火星等地方的生物潜力的信息。”

尽管科学家们可能要过很多年才能看到这些遥远星球上可能存在生命的证据,但我们在黄石公园拥有它,博伊德博士说,世界上近 1,000 个间歇泉中有一半都集中在黄石公园。 科学家对黄石公园和世界其他地方的间歇泉研究越多,他们就会发现越多。

“我敢打赌,我们在地球上遇到的任何间歇泉都会支持微生物的生命,”博伊德博士说。