磁性細菌為細菌的早期多樣化提供了線索

發表于 2025-12-10 00:52:49 來源：桑間濮上網

金屬硫化物煙囪通常形成同心圓，內部是細菌富含銅和鐵的硫化物礦物，外部是為細富含鐵或鋅的硫化物礦物。取樣的早期煙囪有100厘米高，但發現的多樣一些有18層樓高。鳴謝:2012年，化提Yohey鈴木
（神秘的供線地球uux.cn）據東京大學：在一個新的地點發現了趨磁細菌，它可以與地球磁場對齊。磁性以前在陸地和淺水中觀察到，細菌對熱液噴口的為細分析證明它們也可以在海洋深處生存。這種細菌能夠在不適合它們典型需求的早期環境中生存。這項研究已經發表在《微生物前沿》雜志上。多樣
趨磁細菌不僅對它們在地球生態系統中的化提作用感興趣，而且對尋找地外生命也感興趣。供線它們存在的磁性證據可以在巖石中保留數十億年。它們的磁性傾向也可以提供磁極如何隨時間移動的記錄。這一新發現給研究人員帶來了希望，即磁性細菌可能會在更多意想不到的地方發現，在地球上，甚至可能在火星或更遠的地方。
趨磁細菌似乎有超能力；他們可以“感知”地球磁場。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一致，像指南針一樣為細菌指明方向。這導致細菌沿著地球磁場線的南北方向移動，就像鐵軌上的火車一樣。
作為生命周期的一部分，它們在碳、氮、磷和自然界其他關鍵元素的生物地球化學循環中發揮著重要作用。人們已經在陸地和淺水中對它們進行了很好的研究，但很少在深水中進行研究，因為在深水中采集它們是一個挑戰。
2012年9月，包括東京大學研究人員在內的一個小組對西太平洋的南馬里亞納海槽進行了科學考察。他們使用一種名為HYPER-DOLPHIN的遙控水下機器人，從水下2787米(幾乎是東京天空樹高度的4.5倍或紐約帝國大廈高度的6倍多)的熱液噴口領域收集了一個“煙囪”。
當海水滲透到地下，最終被巖漿加熱到400攝氏度，導致海水重新沸騰時，熱液噴口就形成了。噴發的水將礦物質和金屬沉積到海洋中，這些物質堆積起來形成煙囪，為許多獨特的生命形式提供了溫暖、豐富的棲息地。
磁性細菌為細菌的早期多樣化提供了線索

像指南針一樣，細菌中含鐵的磁小體與地球的磁極對齊，迫使它們根據它們居住的半球向南北方向移動。鳴謝:2017年，山崎俊彥
“我們發現了生活在煙囪上的趨磁細菌，這是我們沒有想到的。由于煙囪的形狀，它缺乏這些細菌通常喜歡的清晰、垂直的化學梯度，”東京大學科學研究生院的副教授約伊·鈴木解釋說。“我們收集的細菌主要包含‘子彈’形狀的磁小體，我們認為這是一種‘原始’形式，因此推斷它們在幾千年里沒有發生太大變化。的確，我們發現它們的環境與大約35億年前的早期地球相似，當時估計出現了趨磁細菌的祖先。”
用磁鐵從煙囪邊緣收集細菌。研究小組隨后檢查了基因數據，發現它們與細菌Nitrospinae有關，已知這種細菌在深海環境中的碳固定中發揮了重要作用，但不知道它包含任何趨磁基團。
“深海熱液噴口吸引人們的注意，不僅因為它是獨特的水下生命的誕生地，也因為它是外星生命潛在的類似棲息地，”鈴木說。“我們對細菌進行采樣的環境與我們認為大約30億年前火星表面仍有流動水時的環境相似。”
趨磁細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，因為它似乎含有來自類細菌生命的鐵晶體化石。這一主張一直備受爭議，但鈴木仍對未來的發現抱有希望。
“趨磁細菌為細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現，也許在火星或冰冷的衛星上。目前，我們將繼續在地球上各種類型和時代的巖石中尋找更多的證據，這些巖石以前被認為不存在。”

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