0.65億年前一顆小行星碰撞地球?qū)е铝说厍蚩铸埖臏缃^,，但是目前科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種較小的微生物仍可幸存于諸如此類災(zāi)難性碰撞的黑暗世界之中。
在實(shí)驗(yàn)中使用的一種叫做Chlorella vulgaris的光養(yǎng)生物
一種叫做兼養(yǎng)微生物(mixotrophs)的有機(jī)生物能夠消耗缺少陽(yáng)光狀態(tài)下的有機(jī)物質(zhì),，它們能夠在長(zhǎng)達(dá)數(shù)月灰塵覆蓋陽(yáng)光的時(shí)間內(nèi)生存下來(lái),，期間大量的已死和垂死有機(jī)物質(zhì)充滿著地球的海洋和湖泊,，它們可以以此為食物來(lái)源,。英國(guó)東英吉利大學(xué)生物學(xué)家哈里特-瓊斯(Harriet Jones)說(shuō)：“兼養(yǎng)微生物使用某些資源和手段能夠很好地穩(wěn)定生存環(huán)境,，并提供環(huán)境所無(wú)法提供的物質(zhì)。它們能夠很好地應(yīng)對(duì)極端生態(tài)環(huán)境,，確保其他一些有機(jī)生命體能夠存活下來(lái),。”
瓊斯和她的同事們通過(guò)將兼養(yǎng)微生物處于6個(gè)月的低光線或完全黑暗環(huán)境，測(cè)試了它們的生命極限,。結(jié)果顯示,，兼養(yǎng)微生物不僅能夠興旺生長(zhǎng)，此外令研究人員驚奇的是它們還可以幫助依賴陽(yáng)光生命的有機(jī)生物也幸存于黑暗環(huán)境之中,。
模擬大災(zāi)難
長(zhǎng)期以來(lái),，科學(xué)家一直置疑類似的彗星碰撞可能會(huì)結(jié)束恐龍?jiān)诘厍蛏系姆毖埽鄶?shù)研究人員卻認(rèn)為這樣的碰撞事件足以釋放大量的灰塵遮擋地球上空長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月時(shí)間,，缺乏陽(yáng)光將殺死大量的植物,，使食物鏈中大量的動(dòng)物食物供給消失。
瓊斯稱,，許多科學(xué)家猜測(cè)體積更小的微生物可能幸存于完全黑暗的數(shù)月地球環(huán)境中,，之前一些研究甚至關(guān)注兼養(yǎng)微生物等一些微生物是如何幸存于低光線和低食物供給狀態(tài)下，但沒(méi)有人測(cè)試過(guò)兼養(yǎng)微生物是如何幸存于0.65億年前K-T物種滅絕事件,。
她強(qiáng)調(diào)指出,，相應(yīng)的資料文獻(xiàn)顯示在物種滅絕事件之后的環(huán)境中將終止生物生產(chǎn)量，但我們發(fā)現(xiàn)混合型水藻仍能正常生存,。瓊斯與英國(guó)開(kāi)放大學(xué)微生物學(xué)家查爾斯-科克爾(Charles Cockell)進(jìn)行了交流協(xié)商,，科克爾是一位對(duì)災(zāi)難環(huán)境有深入研究的專家，他們共同測(cè)試了在低光線至完全黑暗狀態(tài)持續(xù)6個(gè)月的環(huán)境下,，淡水和海洋兼養(yǎng)微生物是如何生存的,，在短期的實(shí)驗(yàn)中他們還添加了食物來(lái)源模擬正在衰減的有機(jī)物質(zhì)。
然而,，瓊斯和她的同事們也希望兼養(yǎng)微生物和光養(yǎng)生物(phototrophs)或依光微生物是如何幸存在一起的,，他們分別測(cè)試了兼養(yǎng)微生物和光養(yǎng)生物，并將它們放置在不同的光線條件下,。
在實(shí)驗(yàn)中使用的具有兼養(yǎng)生物特征的“dinoflagellate Prorocentrum”
各種微生物混合實(shí)驗(yàn)
最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,，兼養(yǎng)微生物能夠幸存于各種實(shí)驗(yàn)，在低光線條件下它們甚至能夠發(fā)育生長(zhǎng),，它們可以消費(fèi)其他的有機(jī)生物或有機(jī)物質(zhì),，從而有助于在返回低光線條件下能夠恢復(fù)生存，這種狀態(tài)或許非常類似于0.65億年前小行星碰撞地球所形成的灰塵云從開(kāi)始至完全清除的過(guò)程,。
但令科學(xué)家們感到真正震驚的是依光微生物與兼養(yǎng)微生物混合生存時(shí),，它們是如何死亡的,。在完全黑暗的狀態(tài)下是不會(huì)發(fā)生光合作用的，但是光養(yǎng)生物通過(guò)兼養(yǎng)微生物活動(dòng)性制造的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)可幸存下來(lái),。瓊斯說(shuō)：“我們對(duì)持續(xù)6個(gè)月的黑暗狀態(tài)下光養(yǎng)生物是如何幸存下來(lái)的非常感興趣,，該狀態(tài)下它們根本無(wú)法進(jìn)食。”像這樣的發(fā)現(xiàn)會(huì)使研究人員反思在地球地質(zhì)記錄中某些生命體是如何幸存于悲慘的碰撞大災(zāi)難之中,。
此外,，兼養(yǎng)微生物的活動(dòng)性還使光養(yǎng)生物數(shù)量在1個(gè)月時(shí)間內(nèi)快速反彈至正常標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),，兼養(yǎng)微生物和光養(yǎng)生物能夠更好地在一起生存,。瓊斯解釋說(shuō)：“只要兼養(yǎng)微生物作為可循環(huán)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，光養(yǎng)生物便能夠很快恢復(fù)生命循環(huán),。”
科學(xué)家們指出,，當(dāng)光養(yǎng)生物與兼養(yǎng)生物生存在一起時(shí)，只有在低光線狀態(tài)下光養(yǎng)生物才無(wú)法適應(yīng)生存,，光養(yǎng)生物可能使用過(guò)多的能量試著在微弱光線條件下進(jìn)行光合作用,，或者饑餓的兼養(yǎng)微生物僅能以它們的同類有機(jī)物質(zhì)為食。瓊斯指出,，我們僅是在實(shí)驗(yàn)室的燒瓶中進(jìn)行了這項(xiàng)實(shí)驗(yàn),，但在自然環(huán)境中混合了大量的物種將是另外一種狀況。
整體這項(xiàng)研究顯示兼養(yǎng)微生物如何在碰撞災(zāi)難中對(duì)某些生態(tài)環(huán)境提供支持,，以及如何預(yù)防大量的生物群體出現(xiàn)消亡,。目前，這項(xiàng)研究報(bào)告已發(fā)表在7-8月刊的《天體生物學(xué)雜志》上,。
瓊斯和她的同事們計(jì)劃混合更多物種進(jìn)行深入的研究,，進(jìn)一步類似接近自然環(huán)境。同時(shí),，他們計(jì)劃進(jìn)一步將實(shí)驗(yàn)時(shí)間從6個(gè)月縮短至3個(gè)月,。
