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零度以下的英雄:极端微生物称咸咸的南极湖泊为家

<p>想象一个湖泊如此咸,它的水在-20°C时以液态存在 - 然后想象在这个看似致命的环境中繁荣的东西这样的有机体存在;其中几个,实际上在今天发表在“美国国家科学院院刊”上的一篇论文中,我和新南威尔士大学以及美国的同事们描述了那些被称为“极端微生物”的微生物 - 它们生活在南极湖的敌对深处</p><p>顾名思义,极端微生物是在对其他生物致命的环境中茁壮成长的生物</p><p>例如,需要核废物才能生存的抗辐射极端微生物;一些(热嗜酸菌)更喜欢居住在接近沸腾的酸性水中还有一些人称之为世界上最咸和生命最少的湖泊 - 南极洲的深湖 - 他们的家位于距离戴维斯站约5公里处,深湖大约在3500年前形成当南极大陆上升,隔离一段海洋时,36米深的湖泊中的水现在变得如此咸,它仍保持液态,直至-20°C,毫不奇怪,几乎没有任何东西可以在其中生长</p><p>虽然生长了,但是我们从5米,13米,24米和36米深处的湖中采集了水样我们研究了生活在那里的微生物的整个基因序列或基因组,以确定它们是如何进化以应对极其苛刻的条件深湖中的嗜盐性(希腊语中的“喜欢盐”)极端微生物属于一组称为haloarchaea的微生物由于基因交换率或滥交率高于自然界中通常观察到的许多物种在Deep Lake能够从其他人的基因中获益同样值得注意的是,除了所有混杂的基因交换之外,社区的主要成员保留了自己作为物种的身份,并与其他人共存,利用不同的利基相互冲击一些微生物消耗水中的蛋白质其他人消耗甘油等糖类,甘油是生活在湖水中的藻类的副产品</p><p>我们在深湖中发现的最多产的极端微生物 - tADL - 是后者之一,包括约占细胞总数的44%据估计,湖中的haloarchaea生长非常缓慢,每年仅生产约六代,冷适应微生物的酶可具有显着的工业价值</p><p>它们在低温下的高活性可降低能源成本对于需要加热(如清洁)或必须在低温下进行的过程(如食品生产或去除)来自寒冷,受污染场地的污染物)这些酶对于转化含有特别高含量石油产品的污染场地特别有用我们的研究结果表明深湖中的haloarchaea具有在如此寒冷和咸的条件下生长的显着能力,这提供了发人深思的对天体生物学研究的见解 - 也许外星生命将存在于我们太阳系内行星和卫星上的冰中的盐中(如木星冰冷的月球欧罗巴)作为寻找外星生命的手段,来自这些冷适应的haloarchaea的酶可能在生物传感器中用于评估生物反应是否正在其他世界发生也很有价值今年10月,我们将再次出发参加我们的第三次南极考察 - 这次考验持续超过12个月,以此为基础,从之前的探险中获得的知识(一个这个目的就是2006年持续六周,另一个是2008年的三个月此举是为了监测模拟海洋衍生的南极湖泊和近岸系统的生态系统稳定性;从本质上讲,解决微生物在寒冷的南极荒野中逐季,年复一年地做什么的问题我们的目的是确定微生物群落在三个气候敏感的南极湖泊中的整个年度周期如何变化 - Ace Lake,Organic Lake and深湖 - 以及近岸海洋位置我们小组的研究表明,南极微生物群落非常脆弱,有迹象表明环境扰动,包括气候变化,可能会阻止这些群落的恢复,从而永远改变湖泊的生物地球化学 确定微生物在不同季节所做的事情将揭示哪些微生物过程发生变化,

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