生長在海洋最深處的微生物如何在沒有陽光的情況下生存一直是個謎。莫納什大學的研究人員在《Nature Microbiology》雜志上發(fā)表的一項新研究表明，在這些最黑暗的深處，一種稱為化學合成的獨特過程——利用無機化合物生長——為微生物提供了燃料。

這項為期五年的研究揭示了兩種常見的氣體——氫氣和一氧化碳——是海洋中從熱帶到兩極數(shù)萬億微生物的燃料。

研究人員表示，到目前為止，大多數(shù)觀點都認為海洋微生物的生命主要是由光合作用驅動的。“但是，那些深到光線無法穿透或營養(yǎng)貧乏到藻類無法茁壯成長的地區(qū)呢？我們在這項研究中表明，化學合成在這些區(qū)域占主導地位”。

“事實上，氫和一氧化碳‘喂養(yǎng)’了我們觀察過的所有地區(qū)的微生物：從城市海灣到熱帶島嶼周圍，再到地表以下數(shù)百米的地方。有些甚至可以在南極洲的冰架下面找到。”

這項研究將海洋航行期間的化學測量與微生物培養(yǎng)的實驗室特征相結合。研究小組還廣泛使用了宏基因組測序，研究人員說：“我們發(fā)現(xiàn)了能夠在八種親緣關系較遠的微生物門類中消耗氫氣的基因，這種生存策略在它們生活的越深時就越常見。”

在這個項目中，研究人員受到了他們之前在土壤細菌方面工作的啟發(fā)。研究人員此前已經(jīng)證明，大多數(shù)土壤細菌可以通過消耗大氣中的氫氣和一氧化碳而生存。

研究人員解釋道：“由于各種地質和生物過程，世界海洋的表層通常含有大量溶解的氫氣和一氧化碳氣體。因此，海洋細菌與它們的陸地表親使用相同的氣體是有道理的。”

這些發(fā)現(xiàn)為我們了解生命是如何進化的提供了見解。研究人員總結道：“最早的生命可能出現(xiàn)在深海噴口，以氫而不是陽光作為能源。令人難以置信的是，37億年后，海洋中如此多的微生物仍然在使用這種高能氣體，而我們直到現(xiàn)在都完全忽視了這一點。”