热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

日本科学家利用同位素标记法发现海底存活逾亿年微生物

2020-07-31 14:11          同位素标记 核分析技术


沉积物样本。(图片来源:JAMSTEC/《自然·通讯》在线版)

据英国《自然·通讯》杂志28日发表的一项微生物学研究,日本科学家团队在能量最贫乏的深海沉积物中,发现有微生物群落维持了1.015亿年的代谢潜力。

理论来讲,经过几百万年时间在海底沉积下来的沉积物,几乎没有能让细胞维持代谢活跃状态的能量。虽然科学家已经能够恢复沉积物中的微生物群落,但迄今尚不清楚它们是如何在如此恶劣的条件下生存以及究竟存活了多久。

日本国立研究开发法人海洋研究开发机构(JAMSTEC)科学家诸野祐树及其同事,此次分析了从南太平洋环流区的深海平原以下收集的沉积物样本,其大约在海平面以下3700米至5700米。这些沉积层是在1300万年前到1.015亿年前的一段时间内沉积下来的,虽然其中也存在氧气,但包含的有机物(比如碳)非常有限。

研究团队进行了孵化实验:采用以同位素标记的碳和氮基质作为生物活动示踪剂,检验1300万年前到1.015亿年前样本中的细胞是否能够以基质为食、正常分裂,从而存活下来。他们发现,某些微生物对孵化条件反应迅速,在68天的孵化期内,其数量增加了逾4个数量级。

在最古老的沉积物样本中(1.015亿年前),他们观察到微生物活跃摄取同位素标记的化合物,而且细胞总数在增加。研究人员利用DNA测序和16S rRNA基因谱分析技术,确定了哪些类型的微生物在群落中占主导地位——其中大多数是需氧细菌。

研究人员指出,海底渗透性的降低和沉积物层的厚度似乎会阻止微生物在各层之间移动。他们总结表示,海底下面沉积物中的微生物群落可以至少保持代谢活跃状态长达1.015亿年。

另据今年一月份消息,另一组日本科学家经过十年探索,利用深海沉积物培养出一种神秘单细胞微生物并命名为“普罗米修斯”,其将帮助人类揭示复杂的真核生物的起源。

地球上的很多单细胞生物,都在海床之下生活。在海底,时间的流逝都变得缓慢。外界沧海桑田,在这里,不过是沉积物又积累了薄薄一层。每一厘米都在诉说一段漫长时光的故事。沉积物淤泥里,也是地球上营养物质最贫瘠的区域之一,这里形成了一个相对封闭的空间,没有多少物质交换,没有多少氧气和有机物。微生物,就在这样的环境中,熬过岁月变迁,缓慢地进行着它们的新陈代谢。这些微生物,也是幸存者,身上携带着关于宇宙洪荒的秘密。



推荐阅读

ALICE发现在大型强子对撞机中粲强子化有所不同

由ALICE合作进行的新测量显示,在质子-质子碰撞中,粲夸克形成强子的方式与基于电子对撞机测量的预期大相径庭。 2021-06-11

破裂物理研究获进展

近日,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所EAST团队等离子体破裂物理课题组在破裂物理、逃逸电子和破裂预测等方面取得了系列新进展。相关研究成果发表在Nuclear Fusion、Plasma Physics and Controlled Fusion等上。 2021-06-10

中子衍射研究:一种新的自旋结构及巨压磁效应

中国科学院物理研究所 北京凝聚态物理国家研究中心磁学国家重点实验室M03组团队,在Fe掺杂的MnNiGe合金中,利用中子衍射手段,首次解析出了无公度圆锥螺旋磁结构,并利用此磁结构关联的晶格畸变和织构效应获得了巨大负热膨胀 2021-06-10

近代物理所研究者指出近年报道的首例电子俘获核激发现象或被高估

近日,中国科学院近代物理研究所的科研人员发现,美国科学家发现的首例电子俘获核激发(NEEC)现象,因受复杂γ(伽马)本底影响,测量的激发几率可能被显著高估。该研究推荐利用次级束流装置在低γ本底环境下获得更可靠的实验结果。相关研究于6月2日发表在《Nature》的“Matters Arising”栏目上。 2021-06-08

中国散裂中子源初期核数据实验结果引人注目

中国散裂中子源(CSNS)是国家大型科学实验装置,于2018年建成。CSNS的反角白光中子实验装置(或反角白光中子源,简称Back-n)是一台高性能白光中子源,其综合性能处于国际同类装置的前列,尤其是其距中子产生靶等距离的中子流强是国际上最高的,覆盖能区范围和中子飞行时间测量的分辨率也具有很强的竞争力。 2021-06-05

阅读排行榜