冰中存在了数百万年的微生物

当细菌或病毒灭绝时,这通常是一件值得庆祝的事情,但我们能确定它们已经消失了吗?
7月18日

采访

约翰·普瑞斯库,蒙大拿州立大学

当细菌或病毒,如天花,灭绝时,这通常是一个庆祝的理由,但我们能确定它们已经消失了吗?最近,科学家们发现,在长达一百万年前的南极冰层下,隐藏着完整的细菌群落。克里斯·史密斯采访了蒙大拿州立大学的约翰·普里库,普里库告诉他他们是如何发现这些微生物群落的……

约翰:几年前,我们钻的最深的样本有800米深。我们花了3天的时间,用一种特殊的钻头把雪融化,然后把雪加热到95摄氏度,然后把它射出一架喷气式飞机,我们把它放低,穿过冰,打了一个直径50厘米的洞,这个洞保持开放了大约2天。因此,我们昼夜不停地取样,收集冰盖下的水,并将其带到地表进行实验。

克里斯-当东西有800米深的时候,那是多久以前的事了?

约翰:靠近冰原底部的冰可能有一百万年的历史了。这是在南极洲,最古老的冰大约有一百万年的历史,所以这是我们星球上最古老,最原始的水。

克里斯:你对冰里的生物特别感兴趣吗?

约翰:没错。到目前为止,南极大陆一直被描述为地球上没有生命的一部分,我们正在努力做的一件事就是改变这种观念。我们试图证明在冰内和冰下存在着生态系统。

克里斯-这些是微生物群落,微小的微生物?

约翰:没错。冰下和冰里的环境都相当恶劣。没有太阳能来驱动光合作用。所以,那里真的没有植物。所以,生物体必须通过获取能量来生存。我总喜欢叫它"他们在吃石头"所以,它们实际上是在开采岩石来获取能量。那里的温度在零度以下。它们的温度大约是- 0.5到- 2摄氏度它们承受着相当大的压力。所以,那不是一个适合居住的好房子。

克里斯-这些生物是真的活着还是处于一种假死状态?

这个问题我们已经讨论很久了。当我们穿过冰层,取下岩心,观察里面的生物,我们可以把冰融化,生物就会复活。真是太神奇了。我们做过的最古老的可能是50万年的生物在一两分钟内就会进行新陈代谢。所以,我认为固态冰盖中的生物可能处于某种休眠状态。它们是一种等待液态水的生物而当我们进入冰盖下碰到液态水口袋时,这些生物确实有生命的长生不老药,如果你想要的话,那就是液态水。所以,我们最近做的工作是对冰下的水进行采样,我们把它带到表面,这些生物是活着的,生活在冰盖下面。

克里斯-跟我们说说你在海底发现的生物吧?它们是什么,为什么它们能在这种不可思议的环境中存活数万年到数十万年?

约翰:这些生物都是单细胞细菌。我们看到那里有一个生态系统,生物利用矿物质作为能量。我们看到另一组细菌可以以它们为食。这就是我所说的生态系统。我们在这里看到的是相互补充的生物体。这些单细胞生物非常善于在冰冻和解冻中生存。如果我把手指放在冰箱里冻了又解冻了几次,那可不是件好事。它会起泡,变黑,可能会掉下来。但是一个微生物,你可以冷冻和解冻,冷冻和解冻很多次,它们就很好了。

Chris -你认为它们可能是潜在的病原体对人类构成威胁吗?当我们融化冰或者冰因全球变暖而融化时,它们可能会出来并构成威胁吗?

约翰-我们已经清楚地考虑过这些生物作为病原体释放到地面的后果。当然,作为病原体,我们必须对这些病原体有免疫力才能生存。现在,如果一种生物长时间不与人类接触,人类就会失去这种免疫力。所以,我们要观察平衡,看看人类是否已经失去了对天花的免疫力比如说,天花可能是一种病毒,但如果我们在冰中看到炭疽细菌或其他致病生物,如果我们仍然保持对这种生物的免疫力,我们应该没事。但如果出现了我们已经失去免疫力的疾病,我们就得担心了。

我们想过把冰样本送到疾病控制中心进行筛选,但我们只研究了100万年的历史,这对生物体来说是一个很小的进化窗口。事实上,我们现在已经培养了很多这样的生物,并研究了它们的测序数据,我们没有看到任何真正奇怪的东西,也没有看到任何真正致病的菌株。然而,如果我们看看冰原本身——现在,我说的是底部的东西,但如果我们看看冰原本身,我们有一段关于地球的历史可以追溯到100万年以前。所以表面的物质是年轻的。随着我们越陷越深,它变得越来越老,越来越老。所以,当我们回到100万年前,我们才刚刚开始研究这类科学。但如果我们能对这些生物的DNA进行排序,我们也许就能追踪炭疽的流行以及导致欧洲鼠疫的生物,以及类似的事情。我们希望在未来的5到10年里,随着我们的测序方法变得越来越好,我们能够做到这一点。

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