海底堅(jiān)硬的巖石圈內(nèi)是否有微生物存在?它們依靠什么方式維持生命?同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院副教授李江濤與美國(guó)伍茲霍爾海洋研究所合作完成的一項(xiàng)最新研究顯示，海洋下洋殼巖石中的確存在微生物，它們?cè)谝蕾?lài)自養(yǎng)方式生存的同時(shí)，更大程度上依靠攝取現(xiàn)成有機(jī)物的異養(yǎng)方式生存，并由此揭示了海洋下洋殼巖石中存在的深部生命圈及其生存策略。3月12日，《自然》在線發(fā)表了這項(xiàng)研究成果。

受采樣技術(shù)和條件的限制，人們對(duì)海底洋殼巖石生物圈的研究和認(rèn)識(shí)十分有限。2015年11月30日至2016年1月30日開(kāi)展的國(guó)際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃(IODP) 360航次為科學(xué)家研究下洋殼深部生物圈提供了良好契機(jī)。該航次在西南印度洋洋中脊Atlantis II轉(zhuǎn)換斷層的Atlantis Bank進(jìn)行了鉆探取芯，獲得了海底以下809米范圍內(nèi)的下洋殼輝長(zhǎng)巖。

在近800米的深度剖面上，研究人員自上而下選取了11個(gè)巖石樣品用于分析測(cè)試。從細(xì)胞染色計(jì)數(shù)的結(jié)果來(lái)看，下洋殼輝長(zhǎng)巖中的生物量極低，遠(yuǎn)低于正常海洋沉積物及上洋殼表層玄武巖中的生物量。同時(shí)，一系列證據(jù)表明巖石中這些微生物的細(xì)胞是完整的，且能夠進(jìn)一步生長(zhǎng)發(fā)育。

這項(xiàng)研究還從基因表達(dá)水平解析了微生物在下洋殼巖石極端環(huán)境中的生存策略。研究結(jié)果證實(shí)了包括氫氣氧化、甲烷氧化、硫/氮循環(huán)等海洋極端環(huán)境常見(jiàn)的化能自養(yǎng)途徑的存在。出乎意料的是，研究中得到較為豐富的涉及異養(yǎng)過(guò)程的基因，其表達(dá)似乎要遠(yuǎn)高于自養(yǎng)過(guò)程，表明更多的微生物通過(guò)使用可發(fā)酵的有機(jī)大分子來(lái)適應(yīng)下洋殼環(huán)境“慢車(chē)道”生活。

這項(xiàng)研究結(jié)果證實(shí)了下洋殼深部生物圈的存在，拓展了生物圈在地球圈層內(nèi)部分布的下限。(記者黃辛)