在能量貧乏的海底沉積物中

科技日報(bào)北京7月28日電 （記者張夢然）據(jù)英國《自然·通訊》雜志28日發(fā)表的一項(xiàng)微生物學(xué)研究，日本科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在能量最貧乏的深海沉積物中，發(fā)現(xiàn)有微生物群落維持了1.015億年的代謝潛力。

理論來講，經(jīng)過幾百萬年時(shí)間在海底沉積下來的沉積物，幾乎沒有能讓細(xì)胞維持代謝活躍狀態(tài)的能量。雖然科學(xué)家已經(jīng)能夠恢復(fù)沉積物中的微生物群落，但迄今尚不清楚它們是如何在如此惡劣的條件下生存以及究竟存活了多久。

日本國立研究開發(fā)法人海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAMSTEC）科學(xué)家諸野祐樹及其同事，此次分析了從南太平洋環(huán)流區(qū)的深海平原以下收集的沉積物樣本，其大約在海平面以下3700米至5700米。這些沉積層是在1300萬年前到1.015億年前的一段時(shí)間內(nèi)沉積下來的，雖然其中也存在氧氣，但包含的有機(jī)物（比如碳）非常有限。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了孵化實(shí)驗(yàn)：采用以同位素標(biāo)記的碳和氮基質(zhì)作為生物活動示蹤劑，檢驗(yàn)1300萬年前到1.015億年前樣本中的細(xì)胞是否能夠以基質(zhì)為食、正常分裂，從而存活下來。他們發(fā)現(xiàn)，某些微生物對孵化條件反應(yīng)迅速，在68天的孵化期內(nèi)，其數(shù)量增加了逾4個(gè)數(shù)量級。

在最古老的沉積物樣本中（1.015億年前），他們觀察到微生物活躍攝取同位素標(biāo)記的化合物，而且細(xì)胞總數(shù)在增加。研究人員利用DNA測序和16S rRNA基因譜分析技術(shù)，確定了哪些類型的微生物在群落中占主導(dǎo)地位——其中大多數(shù)是需氧細(xì)菌。

研究人員指出，海底滲透性的降低和沉積物層的厚度似乎會阻止微生物在各層之間移動。他們總結(jié)表示，海底下面沉積物中的微生物群落可以至少保持代謝活躍狀態(tài)長達(dá)1.015億年。

另據(jù)今年一月份消息，另一組日本科學(xué)家經(jīng)過十年探索，利用深海沉積物培養(yǎng)出一種神秘單細(xì)胞微生物并命名為“普羅米修斯”，其將幫助人類揭示復(fù)雜的真核生物的起源。