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2023-05-03 16:46

冰冠上充满了微生物

这里没有植物,只有很少的动物,很少有人来这里。格陵兰岛的大冰川一直被认为是冰沙漠。巨大的冰原,那里的生存条件极其恶劣。

但现在看来,我们错了。冰川上的生命比我们想象的要多得多。

在亚历山大·阿西奥教授的带领下,来自奥胡斯大学环境科学系的一组研究人员发现冰川上充满了生命。适应了冰上生活的微生物。而且不只是一两个物种。几千种不同的物种。

“冰川上的一小滩融水很容易就有4000种不同的物种生活在其中。它们以细菌、藻类、病毒和微小真菌为食。这是一个我们直到最近才知道存在的完整生态系统,”亚历山大·阿西奥说。

微生物靠什么生存?

在过去的50年里,研究人员一再对生命的耐寒性感到惊讶。在地下几公里处发现了生命,那里既没有太阳也没有氧气。数十亿微生物“吃”了基岩中的矿物质,因此得以生存。

研究人员已经证明,生命甚至可以在太空中生存。2007年,欧洲研究人员在一颗卫星外安置了3000多只微型水熊(缓步动物),并将它们送入绕地轨道。绕轨道运行了10天,之后卫星返回地球。不少于68%的微生物在真空的太空和致命的辐射中存活了下来。

因此,生命在冰川上茁壮成长也就不足为奇了。毕竟有太阳、氧气和水。然而,直到最近,研究人员还认为,冰的营养太少,无法维持生命。但他们错了。

有营养。亚历山大·阿西奥解释说,只是数量少得令人难以置信。

黑色的藻类

研究人员花了大部分时间研究的冰上微生物之一是一种小型黑色藻类。藻类生长在冰面上,把冰面染成黑色。研究人员对黑藻如此感兴趣是有原因的。

“当冰层变暗时,反射阳光变得更加困难。相反,来自太阳光线的热量被冰吸收,冰开始融化。冰融化得越多,地球上的温度就越高。因此,藻类在全球变暖中起着重要作用,”亚历山大·阿西奥说。

近年来,越来越大的冰面被藻类污染,使冰融化得更快。亚历山大·阿西奥(Alexandre Anesio)计算出,藻类使冰融化速度增加了约20%。

在人类通过工业化引发全球变暖之前,冰上的藻类就已经存在了。然而,气候变化意味着北极的春天来得更早,因此藻类有更长的生长和扩散季节。

“藻类每年都会扩散一点。当我去格陵兰岛旅行时,我现在看到大片地区的冰因为藻类而完全变黑了,”他说。

我在找杀藻剂

亚历山大·阿西奥和他的同事们花了很多时间研究黑藻,因为他们试图找出是否可以通过某种方式减缓藻类的生长。

在大多数生态系统中,这是一种平衡——一种平衡——因为各种有机体相互制约。所以Alexandre Anesio想要更多地了解不同微生物之间的关系。

“冰上的各种微生物相互影响。有些留下了其他动物赖以生存的营养。小的病毒颗粒攻击并吞噬细菌。我们相信一些真菌孢子可以吃掉黑藻。这就是我们正在寻找的,”他说。

然而,他强调,即使他们找到了抑制藻类生长的方法,也无法解决气候变化问题。虽然它可以让它慢下来。

藻类的生长是我们向大气中排放太多温室气体的结果。这就是问题必须解决的地方。我们需要把重点放在减缓排放上。

与红茶中的色素相同

藻类几乎无处不在。在海洋、湖泊、树木和岩石上,甚至空气中的小孢子。大多数藻类是绿色的。像植物和树木一样,它们是绿色的,因为叶绿素。一种使它们能够进行光合作用的分子。

但对黑藻来说就不同了。

“因为藻类生活在冰上,它们受到阳光和辐射的轰炸。为了保护自己,它们会分泌大量的黑色色素。它实际上和红茶中的色素是一样的。这种色素在藻类外面形成一层保护层,保护叶绿素分子免受危险的辐射,”亚历山大·阿西奥说。当这种色素吸收太阳光时,就会产生热量。这种热量使藻类周围的冰融化。这实际上对藻类有益。它们需要水和冰中的微量营养素才能生存。

而且它们只能使用液态的水。

NASA也在关注他的研究

亚历山大·阿西奥对冰上生命的研究对于更好地理解气候变化很重要。然而,NASA也在密切关注他的研究成果。这一结果可能对寻找太空生命至关重要。

“美国宇航局已经和我们联系了好几次,因为我们正在研究生活在地球上最不适宜居住的地方之一的生命。他说:“如果生命在冰上和冰下茁壮成长,那么我们很可能也会在火星或木星和土星的冰卫星上发现生命。”

在NASA向火星发射毅力号探测器之前,他们甚至邀请了亚历山大·阿西奥参加一个会议。

“他们担心火星车会带走地球上的微生物。这些微生物可能会在火星上生存,并污染他们从火星上采集的样本。所以,他们想知道生命能在什么条件下生存。生命的界限是什么?”

能告诉他们应该找什么吗

美国宇航局对冰中生命的研究非常感兴趣,因为我们还没有在太阳系的其他行星上发现液态水。不管怎样,还没有。但我们发现了很多冰。

然而,有证据表明,在土星的卫星土卫二和木星的卫星木卫二的冰冻表面下存在液态海洋,而我们所知道的生命的必需品之一就是液态水。

因此,美国宇航局和其他太空机构非常有兴趣了解更多关于可以生活在冰上和冰下的生命类型。因为与格陵兰岛相似的生物很可能是他们在冰卫星上寻找的生物。

“和我们一样,他们对冰上微生物的功能非常感兴趣。他们需要多少营养?什么类型的营养?它们所处的生态系统是如何运作的?这些都是我们希望将来能够回答的问题,”亚历山大·阿西奥说。