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高温环境通常与极端环境有关 ， 陆地表面环境包括接近中性pH值、酸性和含硫或富含铁的温泉 。 热地下区域多种多样 ， 从火山加热环境到澳大利亚大自流盆地等因深度而受热的环境 。 海底环境包括火山和热液喷口 。 后者通常被描述为黑色吸烟者 ， 因为当热的富含矿物质的火山液与冷海水接触时会沉淀出矿物质 。 目前的高温生长记录由古细菌延胡索酸火叶菌保持 ， 它可以在113°C的实验室中生长 ， 并且限制在85°C的温度 。
然而 ， 很可能会分离出能够在更高温度下生长的微生物 ， 因为据报道 ， 在喷气孔内125-140°C的过热水中放置的载玻片上生长 。 存在许多嗜酸嗜热菌的例子 ， 包括酸菌属 ， 最佳温度90°C和硫化叶 ， 嗜热、嗜酸的极端微生物最极端的例子 ， 是从日本火山加热干燥的土壤中分离出来的两种嗜热菌属 。 这些古生菌不仅能够耐受这些条件 ， 而且它们在pH0.7和60°C下具有最佳生长 。 与高酸性环境相比 ， 嗜碱菌在0.10的pH值下具有最佳生长 。 它们通常与也往往具有高浓度盐的自然环境隔离 ， 因此它们可能是嗜盐的 。
许多微生物群的成员已从这些环境中分离出来 ， 包括光合蓝细菌和嗜盐古生菌 ， 人为极端环境的机会主义的一个有趣例子是抗辐射细菌耐辐射球菌 ， 能够在核反应堆的水芯中生长 。 这就是在核反应堆中添加杀菌剂以抑制微生物生长的生长程度 。 异常球菌属不能防止辐射引起的DNA损伤 ， 而是似乎具有一种新的DNA修复系统 ， 使其能够进行染色体间DNA重组以改造功能基因组 。 这种DNA修复系统进化的自然选择压力被认为是干燥 。 脱水导致DNA水解的方式与辐射损伤相似 。
异常球菌属是地球上沙漠环境的天然居民 ， 通过在补液过程中修复DNA损伤而生存 。 人工环境 ， 例如辐射和有毒化学废物倾倒场 ， 也为极端微生物提供了巨大的选择压力 。 从化工厂的污染场地分离出的红球菌属物种不仅可以在苯饱和的水中生存 ， 而且能够使用苯作为生长的唯一碳源 ， 耐受和降解有毒化合物以及抵抗高水平辐射的能力已经结合在耐辐射D.的基因工程菌株中 。 极端微生物在高水平辐射和转化有毒化合物中的生存能力 ， 引发了关于它们在改造其他行星中的潜在作用的讨论 。
产甲烷菌是一类经常与极端环境相关的微生物 ， 产甲烷古菌是目前已知的唯一能够利用各种无机或有机碳化合物进行生长并产生甲烷作为最终产物的微生物 。 它们严格厌氧生长 ， 并且各种成员可以耐受广泛的盐浓度 ， 它们还跨越了任何微生物类别中最大的极端温度 ， 从高达110°C到低于0°C 。 尽管它们需要厌氧条件 ， 但它们在地球上无处不在 ， 并且显然非常活跃 。
【?极端环境和极端微生物的介绍】大气中的大部分甲烷是由产甲烷菌产生的 ， 而不是由非生物过程产生的 ， 这一事实就说明了这一点 。 它们能够在不需要有机碳或氮源的情况下生长 ， 并能够在包含大量极端极端温度的环境中定居 ， 并且它们不需要氧气或光 ， 这使它们能够在各种有机匮乏的环境中生活 。
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