深海海溝發現不尋常細菌

在海平面以下 6.8 英里(11 公里)的地球表面最低點的海底峽谷中,發現了“異養型”微生物

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幾年前,電影導演詹姆斯·卡梅隆花費數小時在世界最深的海底峽谷中搜尋任何生命跡象。他發現了一些奇異的動物,但事實證明,馬裡亞納海溝的真正活動發生在潛水器的攝像頭無法觸及的地方。

來自日本的研究人員發現,在被稱為挑戰者深淵的峽谷中,微觀細菌繁衍生息。挑戰者深淵是地球表面的最低點,也是馬裡亞納海溝的最深處,該團隊在 2 月 23 日的《美國國家科學院院刊》上報告說。他們特別在那裡發現了一個不尋常的細菌群落,稱為異養生物,即不能自己產生食物,必須吃掉在水中找到的食物的微生物。

卡梅隆發現,與淺海相比,大型生命形式較為稀少。然而,挑戰者深淵水域中的異養生物相對豐富,與未經處理的井水相似,該研究的主要作者、日本海洋地球科學技術機構(JAMSTEC)的微生物學家奴村拓郎 (Takuro Nunoura) 說。


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海底的平均深度約為 13,120 英尺(4,000 米);其最深處位於西太平洋的馬裡亞納海溝,挑戰者深淵峽谷的底部深度超過海平面以下 36,000 英尺(近 11,000 米)。根據這項研究和其他研究,在這種深度的海底可以發現各種微觀生命,從細菌和古菌到酵母和病毒。 [資訊圖:從最高的山到最深的海溝]

挑戰者深淵中的異養生物可能從下沉的顆粒物中獲取食物,例如溶解的糞便顆粒或灰塵,也可能來自地質過程,例如地震引發的滑坡,這可能會將富含有機物的沉積物滾落到峽谷深處,研究人員說。

“這些大規模的斜坡坍塌就人類壽命而言是罕見的意外,但在地質時間尺度上發生得非常頻繁,有機化合物的釋放可能會持續很長時間,” 奴村拓郎告訴《生命科學》。

另一組團隊最近對挑戰者深淵的研究也報告說,那裡的沉積物比附近廣闊的深海海底(稱為深海平原)容納了更多的微生物

研究團隊測量了生命丰度以及從馬裡亞納海溝上方水面到挑戰者深淵底部的海水的溫度、鹽度和化學成分,使用的是遙控水下航行器。他們發現海洋的微生物多樣性隨深度而變化。基因指紋技術根據某些基因識別出不同的微生物,並指出不同物種的相對丰度。

微生物多樣性隨深度而變化。圖片來源:JAMSTEC

在所有深度都發現了海洋中看不見的生命,但微生物最豐富的地方是在地表附近和海底,在那裡它們可以找到最多的食物。海洋被分為幾層,頂部是溫暖、含鹽的一層,而在地表以下約 1,300 英尺(400 米)處開始的是較冷、含鹽量較低的一層。最深處的水溫約為 1 攝氏度(34 華氏度)。

類植物的浮游植物擠滿了水面。(光線只能穿透海洋的上方 328 英尺或 100 米。)化能自養生物,即透過將硫和氨等化合物轉化為食物而生存的微生物,在營養貧乏的深淵帶中很豐富,但在 19,685 英尺(6,000 米)以下的深度減少,被異養生物取代,該研究發現。深淵帶的範圍從 6,560 英尺到 16,400 英尺(2,000 米到 5,000 米)。


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