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磁性細(xì)菌為細(xì)菌的早期多樣化提供了線索

時(shí)間：2025-12-10 00:14:26 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)整理編輯：焦點(diǎn)

核心提示

金屬硫化物煙囪通常形成同心圓，內(nèi)部是富含銅和鐵的硫化物礦物，外部是富含鐵或鋅的硫化物礦物。取樣的煙囪有100厘米高，但發(fā)現(xiàn)的一些有18層樓高。鳴謝:2012年，Yohey鈴木神秘的地球uux.cn）據(jù)

金屬硫化物煙囪通常形成同心圓，內(nèi)部是細(xì)菌富含銅和鐵的硫化物礦物，外部是為細(xì)富含鐵或鋅的硫化物礦物。取樣的早期煙囪有100厘米高，但發(fā)現(xiàn)的多樣一些有18層樓高。鳴謝:2012年，化提Yohey鈴木
（神秘的供線地球uux.cn）據(jù)東京大學(xué)：在一個(gè)新的地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了趨磁細(xì)菌，它可以與地球磁場(chǎng)對(duì)齊。磁性以前在陸地和淺水中觀察到，細(xì)菌對(duì)熱液噴口的為細(xì)分析證明它們也可以在海洋深處生存。這種細(xì)菌能夠在不適合它們典型需求的早期環(huán)境中生存。這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在《微生物前沿》雜志上。多樣
趨磁細(xì)菌不僅對(duì)它們?cè)诘厍蛏鷳B(tài)系統(tǒng)中的化提作用感興趣，而且對(duì)尋找地外生命也感興趣。供線它們存在的磁性證據(jù)可以在巖石中保留數(shù)十億年。它們的磁性傾向也可以提供磁極如何隨時(shí)間移動(dòng)的記錄。這一新發(fā)現(xiàn)給研究人員帶來(lái)了希望，即磁性細(xì)菌可能會(huì)在更多意想不到的地方發(fā)現(xiàn)，在地球上，甚至可能在火星或更遠(yuǎn)的地方。
趨磁細(xì)菌似乎有超能力；他們可以“感知”地球磁場(chǎng)。這些微小的生物包含磁小體，即包裹在膜中的鐵晶體，它們排列成與地球磁場(chǎng)一致，像指南針一樣為細(xì)菌指明方向。這導(dǎo)致細(xì)菌沿著地球磁場(chǎng)線的南北方向移動(dòng)，就像鐵軌上的火車一樣。
作為生命周期的一部分，它們?cè)谔肌⒌⒘缀妥匀唤缙渌P(guān)鍵元素的生物地球化學(xué)循環(huán)中發(fā)揮著重要作用。人們已經(jīng)在陸地和淺水中對(duì)它們進(jìn)行了很好的研究，但很少在深水中進(jìn)行研究，因?yàn)樵谏钏胁杉鼈兪且粋€(gè)挑戰(zhàn)。
2012年9月，包括東京大學(xué)研究人員在內(nèi)的一個(gè)小組對(duì)西太平洋的南馬里亞納海槽進(jìn)行了科學(xué)考察。他們使用一種名為HYPER-DOLPHIN的遙控水下機(jī)器人，從水下2787米(幾乎是東京天空樹高度的4.5倍或紐約帝國(guó)大廈高度的6倍多)的熱液噴口領(lǐng)域收集了一個(gè)“煙囪”。
當(dāng)海水滲透到地下，最終被巖漿加熱到400攝氏度，導(dǎo)致海水重新沸騰時(shí)，熱液噴口就形成了。噴發(fā)的水將礦物質(zhì)和金屬沉積到海洋中，這些物質(zhì)堆積起來(lái)形成煙囪，為許多獨(dú)特的生命形式提供了溫暖、豐富的棲息地。
磁性細(xì)菌為細(xì)菌的早期多樣化提供了線索

像指南針一樣，細(xì)菌中含鐵的磁小體與地球的磁極對(duì)齊，迫使它們根據(jù)它們居住的半球向南北方向移動(dòng)。鳴謝:2017年，山崎俊彥
“我們發(fā)現(xiàn)了生活在煙囪上的趨磁細(xì)菌，這是我們沒有想到的。由于煙囪的形狀，它缺乏這些細(xì)菌通常喜歡的清晰、垂直的化學(xué)梯度，”東京大學(xué)科學(xué)研究生院的副教授約伊·鈴木解釋說(shuō)。“我們收集的細(xì)菌主要包含‘子彈’形狀的磁小體，我們認(rèn)為這是一種‘原始’形式，因此推斷它們?cè)趲浊昀餂]有發(fā)生太大變化。的確，我們發(fā)現(xiàn)它們的環(huán)境與大約35億年前的早期地球相似，當(dāng)時(shí)估計(jì)出現(xiàn)了趨磁細(xì)菌的祖先。”
用磁鐵從煙囪邊緣收集細(xì)菌。研究小組隨后檢查了基因數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)它們與細(xì)菌Nitrospinae有關(guān)，已知這種細(xì)菌在深海環(huán)境中的碳固定中發(fā)揮了重要作用，但不知道它包含任何趨磁基團(tuán)。
“深海熱液噴口吸引人們的注意，不僅因?yàn)樗仟?dú)特的水下生命的誕生地，也因?yàn)樗峭庑巧鼭撛诘念愃茥⒌兀扁從菊f(shuō)。“我們對(duì)細(xì)菌進(jìn)行采樣的環(huán)境與我們認(rèn)為大約30億年前火星表面仍有流動(dòng)水時(shí)的環(huán)境相似。”
趨磁細(xì)菌中磁性顆粒的化石殘留物(稱為磁化石)可以在巖石中保存數(shù)十億年。這些磁化石可以幫助研究人員拼湊古代地磁歷史，并且是尋找外星生命的良好候選對(duì)象。
1996年，大約有36億年歷史的火星隕石Allan Hills 84001引起了全球轟動(dòng)，因?yàn)樗坪鹾衼?lái)自類細(xì)菌生命的鐵晶體化石。這一主張一直備受爭(zhēng)議，但鈴木仍對(duì)未來(lái)的發(fā)現(xiàn)抱有希望。
“趨磁細(xì)菌為細(xì)菌的早期多樣化提供了線索，我們希望它們能在地球以外被發(fā)現(xiàn)，也許在火星或冰冷的衛(wèi)星上。目前，我們將繼續(xù)在地球上各種類型和時(shí)代的巖石中尋找更多的證據(jù)，這些巖石以前被認(rèn)為不存在。”

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