火峰痕迹：追寻火虫

火峰痕迹：追寻火虫 火峰痕迹:追寻火虫 THEJOURNALOFUFORESEARCH 深邃的海底,它们是最古老的 生命形式.最早,人们是在海底 火山的边缘,海下4000米处发 现这些在高温中生长的古生菌的.但是,它们也能在 海拔5000米的高度之上生存吗?斯台特教授领导的 研究小组来到智利境内的安第斯山脉寻找答案. 要追寻地球历史上最古老的谜团不是一件容易 的事.人们想知道,在3O亿年前,这些古老的微生物 是如何在荒凉原始的地球上生存下来的. 它不仅能够忍 几年前,斯台特发现了一种生物, 耐高温,而且还能在其中正常地生长繁殖 很长时间以来,生物学家一直认为没有任何生 物可以在沸腾的熔岩中存活.斯台特希望能在智利 找到生命最初的构成要素,他所寻找的目标就是无 法为肉眼所见的古生菌.斯台特解释说:"实际上,古 生菌看上去和其他细菌非常相似.就是说,它们也非 常非常小,直径只有千分之几毫米,无法为肉眼所 见.但另一方面,它们也极其特别.这是因为,古生菌 的整体结构与构成我们人类身体的细胞结构非常相 团www.fdts.com.cn 似,这是非常重要的一点."这些原始微生物是我们 最古老的亲戚,通过它们,人类在医学和基因研究方 面也许会进入一个前所未有的时代.斯台特亲切地 将它们称为"火虫". 斯台特的研究在地理学和微生物学方面都属于 一 个全新的课题.微生物学的研究对象是细菌,真菌 和病毒这些微型生物,迄今为止,斯台特教授是第一 个来到这里寻找"火虫"的科学家. 在智利境内,有超过两百座的火山,其中大部分 是活火山,这对斯台特的研究非常重要.他要寻找的 "火虫",存在于温度极高的环境中.他相信这种细菌 会在微生物技术方面得到极大的应用. 人类发现了能够在100oC以上的环境中生存的 生命,从而使我们对地球原始生命的认识发生了革 命眭的变化.既然"火虫"能够在高温中存活,这些沸 腾的地热泉中也可能存在它们的踪迹.这种微生物 要在60?以上的水中才会觉得舒服自在,而人体温 度达到42?以上,就会有死亡的危险. 为"火虫"提供养料的池水是从火山深处涌上来 当然.这也是水一直冒 的.那里充满气态氯和碳酸. 泡的原因.而且这些都是"火虫"最爱吃的"食物". 在海拔4300米的地方,斯台特发现了一处沸腾 的盐池,古硫的雾气漂浮在水面上.斯台特想从水中 取样,带回雷根斯堡的实验室.斯台特小心翼翼地靠 近冒泡的泉水,因为这里的盐壳厚度极不均匀,随时 有掉下去的危险.在这个高度,水到B5?就会拂腾, 所以他找到"火虫"的尝试很有可能成功.在取样之 后.斯台特静静地等待着一位美国同行的到来. 如何在高温中生存昵?"火虫"的表面结构就 像一层钢网.即使在极高的温度下.也能防止 自身遭到掼坏 斯台特利用等待的时间开始了自己的研究.在 这片荒野中.他与他的同事,耶鲁大学的生物化学家 迪特?索尔取得了联系.索尔也是位基因学家.研究 原始生物的生长过程.晚上,研究小组在当地人的引 导下.来到了伊鲁酱腺库火山脚下.第二天一早,他 们就会爬上山顶.在那里寻找"火虫的踪迹. 不踏实的一夜过后,斯台特一行一早就开始向 山顶进发.终于.他们看到了前面冒烟的山口.此时 的高度已是海拔5200米了.亮黄色的火山1:3烟雾弥 漫,这样的环境对于古生菌来说最为适宜.但这里的 气体对于人类来说则极为危险.因此.研究小组根本 无法得到样本.大家都失望不已,但斯台特教授认 为.他一定能找到那些孜孜以求的东西. 当天晚上,温度降到一lO?.大家的情绪都低落 到了极点.在这片广阔而荒凉的土地上.要到哪里才 能找到想要的样本呢?于是.研究小组与一架直升机 取得了联系,希望能从空中对这片地区进行搜索.找 到那些有可能存在"火虫的区域 不久,在原始地貌的中间,斯台特一行发现了一 大片间歇泉.在将近2平方千米的土地上,遍布着近 一 百个大大小小的间歇泉.其中一处甚至喷射到了 将近15米的高度.那么.在这里,斯台特寻找"火虫" 的旅程真能就此画上句号吗 研究小组穿越了长达80千米的死寂地带到达 了那里世界海拔最高的间歇泉展现在了他们眼 前.这些间歇泉为喜欢在高温中生存的微生物提供 了理想的环境.而这里的环境与原始地球也非常相 似,斯台特简直欣喜若狂这些沸腾的间歇泉很可能 就是"火虫"的诞生地"火虫"的基因组包含了地球 早期生命的重要信息,从而能让我们进一步了解 植物,动物和人类的起源过程.间歇泉的热力来自于 地下深处.岩浆使水温升高.而地下叵大的压力则使 泉水喷射而出. 新台特认为,在地下几千米的深处,存在着一个 不为人知的微生物世界.他开始从沸腾的泉水中提 2006年1期 取i正据. 斯台特开始观察一滴危险的I司歇泉泉水.这滴 泉水的颜色发生了变化.他以前从未见过这种现象. 这说明水里有毒,里面含有砷这种物质在姓微镜 下,斯台特看到了一些很细的线条.他认为其中可能 就存在着"火虫":不过这些东西实在太小.用普通的 光学显微镜很难将其辨认清楚. 间歇泉喷出的矿物质经过很长时间堆积成石 笋.那是"火虫"生长的好地方"火虫"对于医学研究 ' 非常重要.因为它们的基因结榭与人类相似.也许能 够用作基因合成的载体+而普通细菌是不能用在这 方面的索尔希望能借助斯台特在这个偏远地方找 到的"火虫".挖掘出关于人类细胞活动的新知|只 斯台特对"火虫"的研究,在不久的将来,也许会 引领人类医学进入一个无法想象的全新领域但是, 把"火虫"分离出来需要相当的技巧.而且样本的准 备就需要几周时间最终,期待已久的结果出来了: 在激光显檄镜下."火虫"逐渐显现出来 仅从"火虫"的T形分支结构来看.就知道这些 东西肯定是古生菌紧接着,研究人员又有了更令人 震惊的发现:其中的一种"火虫"竟然能以高氯酸盐 为食,那是一种军工危险品而且.这些"火虫"还能 消化铁质.这个特点可以用来开发生物防锈剂 这真是艰苦异常的过程,每个人都付出了相当 的努力研究人员有了一些新的发现.在生物分类 也取得了更为深入的进展虽然他们了解的不多.但 至少.他们发现的都是全新的生命形式; 只要在实验室里能人工复制出火山,间歇泉或 深海的环境.就能实现"火虫"的再造:每培养一只 "火虫",就能减少一次野外收集的消耗.有了人工培 养法,再加上对毒性物质的强大消化能力,将来"火 虫"在生物技术研究中一定能得到广泛的应用.研究 小组还发现,"火虫"同样能在一270?的超低温下生 存.这就使研究人员能够得出更为大胆,但也更有科 学根据的结论. 地球诞生后.温度逐渐降低.不过还没有达到生 物生存的程度.但奇怪的是,地球生命却在相当短的 时间内就出现了:因此有人认为,生命不可能诞生于 地球.类似"火虫"的微生物也许是搭载着陨星,在超 低温休眠的状态下来到地球,并最终成为所有地球 生命的基础:比如火星,虽然它的表面不适干生命的 存活,但如果进人火星深处,那里的温度就会高出许 多而且那里有水,"火虫"是有可能在那里存在的? 这样的环境在地球上也存在.那就是位于地下4000 米的地方.斯台特认为,"火虫"对于人类的起源有着 极其重要的作用.我们与它们有着相似的基因结构. 这意味着它们在我们祖先的出现过程中一定起到过 关键的作用.这对于人类更好地了解自身的起源,以 及研究我们生命的概限有着很重要的意义 固