文章图片
文章图片
【极端环境中的微生物生命】
微生物对水的利用 ， “极端微生物”通常生活在压力、温度等多个特征与人类熟悉的特征不同的环境中 ， 事实上 ， 这些生物是多极端微生物 ， 它们的分类和描述很困难 。 但地球上的生命依赖液态水作为反应基质 ， 然而 ， 相关的是 ， 一种以孢子形式存在了2.5亿年的干燥状态的原核生物最近复活了 ， 水不是生命所必需的 ， 而是正常新陈代谢所必需的 。 对液态水的明显需求被认为将生命限制在特定的温度和压力范围内 。
然而 ， 众所周知 ， 纯水在超过其冷冻和沸腾基点的温度和压力下仍保持液态 ， 含有溶质的水也是如此 ， 微生物利用水的这些物理和依数性质 ， 在过热和过冷水中 ， 在低压和高压下都检测到微生物群落 ， 将描述这些微生物类型 。 然而 ， 本节描述了能够在水量有限的环境中生活的生物 ， 即那些耐旱的生物 。 该分类包括那些生活在低水分活度环境中的生物 ， 即耐渗透性和耐盐性 。 在具有细胞壁的微生物中已经证明了真正的异种耐受性 。
事实上 ， 细胞壁的目的可能是在渗透胁迫期间保护细胞质膜 。 在原核生物中 ， 厚壁革兰氏阳性生物最有可能在水分限制中存活 。 然而 ， 真菌也是耐旱的 。 在任何一种情况下 ， 耐旱性的绝对下限出现在低水分活度是0.55 ， 此时DNA变得无序 。 在水分活度谱的另一端 ， 能够在近乎纯净的水中生长的生物也是已知的 。 据报道 ， 在异质环境中 ， 微生物会向水迁移 。 微生物耐旱性的离子基础 ， 即不同阳离子 ， 或阴离子之间 ， 或盐和有机溶质之间的区分尚未得到严格研究 ， 然而 ， 已知有机体会将离子泵出细胞产生相容的溶质以维持生理平衡 。
尽管大多数已知的生物体生活在中性pH值下 ， 但某些原核生物已被证明在0.7至10的极端pH值下生长 。 它们嗜酸或嗜碱的生理基础正在研究中 ， 微生物和极端压力在高压下生存的生物可以被描述为嗜压菌 ， 或最近的嗜压菌 。 从10987米的加压深海栖息地中分离出代谢活跃的生物 ， 在其他地方 ， 微生物已被证明在1680兆帕的压力下是活跃的 ， 这些现象是新的 ， 正在研究中 ， 就像在不经意间暴露在太空真空中3年 ， 但幸存下来的陆地原核生物一样 。
超嗜热原核生物已从陆地和海洋环境中分离出来 ， 目前已知的高温下生命极限是113摄氏度 ， 正如深海通风口所证明的那样 。 在冰下沉积物中也发现了可以在0.3到4摄氏度的温度下培养的嗜冷生物 ， 电磁波谱跨越多种波长 ， 范围是104到1016米 ， 通过伽马射线的红外光 。 值得注意的是 ， 工业灭菌通常使用1.5至3千克格雷的辐照剂量 ， 但最近也证明超声波照射对微生物杀灭有效 。
已经详细研究了微生物对空间辐射杀伤效应的敏感性 ， 向光性微生物能够通过将光能转化为化学能来进行新陈代谢 ， 在这些和化学营养微生物中 ， 蓝光是形态或生化分化的触发器 ， 放射耐受性已在其他人身上得到证明 ， 1956年首次发现了仍然保持辐射耐受性记录的生物体 。
推荐阅读
- 微生物的生化和生物物理特性
- 如何将火星地球化？或许我们需要把地球上的微生物送到火星上！
- 既然琥珀能保昆虫万年不腐，古人为何不用琥珀来给尸体做防腐？
- 一场火在地球上烧了50年，平均每年造成500亿损失，至今无法扑灭
- 深入地了解地球上的土壤、水和空气，有助于寻找新生命
- ?冰和岩石栖息地中现存的垫子世界
- ?尤卡坦半岛的大量微生物
- 新冠病毒最终可能走向“静默”与人类共存
- 50万年前，北京猿人没能爬到食物链顶端，却成了蚕食同类的恶魔