地球海洋特定的熱液海底環(huán)境提供獨(dú)特棲息地 某些生物可以在這里茁壯成長
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：在奇怪的、黑暗的海洋海底世界中，被稱為熱液噴口的特定特棲水下裂縫承載著復(fù)雜的生命群體。這些噴口將炙熱的液海液體噴入極冷的海水中，為居住在這種極端環(huán)境中的境提小型生物創(chuàng)造了必要的化學(xué)力量。在一項(xiàng)新發(fā)表的供獨(dú)研究中，生物地理學(xué)家 Jeffrey Dick和 Everett Shock 已經(jīng)確定，息地特定的某生熱液海底環(huán)境提供了一個(gè)獨(dú)特的棲息地，某些生物可以在這里茁壯成長。壯成
這為地球以及整個(gè)太陽系的地球的熱底環(huán)海洋底部的黑暗中的生命開辟了新的可能性。他們的海洋成果已經(jīng)發(fā)表在《地球物理學(xué)研究：生物地球科學(xué)》雜志上。
在陸地上，特定特棲當(dāng)生物體從它們所吃的液海食物中獲得能量時(shí)，它們是境提通過一個(gè)叫做細(xì)胞呼吸的過程來實(shí)現(xiàn)的，在這個(gè)過程中會(huì)有氧氣的供獨(dú)攝入和二氧化碳的釋放。從生物學(xué)上講，我們食物中的分子在氧氣的存在下是不穩(wěn)定的，正是這種不穩(wěn)定被我們的細(xì)胞利用來生長和繁殖，這個(gè)過程稱為生物合成。
但是對于生活在海底的生物體來說，生命的條件有很大的不同。
“在陸地上，在地球的富氧大氣中，許多人都熟悉，制造生命的分子需要能量，”亞利桑那州立大學(xué)地球和太空探索學(xué)院和分子科學(xué)學(xué)院的共同作者Shock說。“與此形成鮮明對比的是，在海底的熱液噴口周圍，熱流體與極冷的海水混合，產(chǎn)生了制造生命分子釋放能量的條件。”
在深海微生物生態(tài)系統(tǒng)中，生物體在熱液與環(huán)境海水混合的噴口附近茁壯成長。以前由Shock領(lǐng)導(dǎo)的研究發(fā)現(xiàn)，在噴口由超基性巖石（硅含量很低的火成巖和變質(zhì)巖）組成的地區(qū)，基本細(xì)胞構(gòu)件，如氨基酸和糖的生物合成特別有利，因?yàn)檫@些巖石產(chǎn)生最多的氫。
除了像氨基酸和糖這樣的基本構(gòu)件，細(xì)胞還需要形成更大的分子或聚合物，也被稱為生物大分子。蛋白質(zhì)是細(xì)胞中最豐富的這些分子，而聚合反應(yīng)（小分子結(jié)合產(chǎn)生更大的生物大分子）本身在幾乎所有可以想象的環(huán)境中都需要能量。
“換句話說，有生命的地方就有水，但水需要被趕出系統(tǒng)，聚合才會(huì)變得有利，”主要作者 Dick說，當(dāng)這項(xiàng)研究開始時(shí)，他是美國大學(xué)的博士后學(xué)者，目前是中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院的地球化學(xué)研究人員。“因此，有兩個(gè)對立的能量流：通過基本構(gòu)件的生物合成釋放能量，以及聚合所需的能量。”
Dick 和Shock想知道的是，當(dāng)你把它們加起來時(shí)會(huì)發(fā)生什么。你是否會(huì)得到在混合區(qū)中整體合成實(shí)際上是有利的蛋白質(zhì)？他們通過使用理論和數(shù)據(jù)的獨(dú)特組合來解決這個(gè)問題。
從理論方面來說，他們使用了一個(gè)蛋白質(zhì)的熱力學(xué)模型，稱為“group additivity”，它說明了蛋白質(zhì)序列中的特定氨基酸以及聚合能量。在數(shù)據(jù)方面，他們使用了一種被充分研究的通風(fēng)口生物"Methanocaldococcus jannaschii"的整個(gè)基因組中的所有蛋白質(zhì)序列。
通過運(yùn)行計(jì)算，他們的研究能夠表明，在這種生物生長最快的溫度下，在超基性火山口的混合區(qū)，基因組中幾乎所有蛋白質(zhì)的整體合成都會(huì)釋放出能量，大約是185華氏度（85攝氏度）。相比之下，在一個(gè)產(chǎn)生較少氫氣的不同噴口系統(tǒng)（一個(gè)玄武巖宿主系統(tǒng)）中，蛋白質(zhì)的合成是不利的。
“這一發(fā)現(xiàn)不僅為生物化學(xué)而且為生態(tài)學(xué)提供了一個(gè)新的視角，因?yàn)樗砻髂承┥锶后w在特定的熱液環(huán)境中天生就更受青睞，”ick說。“微生物生態(tài)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，甲烷菌（Methanocaldococcus jannaschii是其中的一個(gè)代表）在超基性火山口系統(tǒng)中比在基性火山口系統(tǒng)中更豐富。在超基巖宿主系統(tǒng)中，蛋白質(zhì)合成的有利能量與這種分布是一致的。”
對于下一步，Dick 和Shock正在研究在整個(gè)生命樹上使用這些能量計(jì)算的方法，他們希望這將在地球化學(xué)和基因組進(jìn)化之間提供一個(gè)更堅(jiān)實(shí)的聯(lián)系。
Shock說：“在我們探索的過程中，我們一次又一次地被提醒，我們不應(yīng)該把我們居住的地方等同于適合生命居住的地方。”
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