第32章 ~深海“暗物质”微生物的科学探索(1 / 2)

暗物质本身几乎不可能在地球上(包括海洋深渊)大量聚集或停留。不过,科学家们确实经常将“深海”与“暗物质”这两个概念联系在一起,但这是一种精妙的比喻和科研视角的类比。

宇宙暗物质 与 深海“暗物质” 比喻对象

暗物质本质是一种未知的、几乎不参与电磁相互作用的基本粒子,通过引力效应被探测到。

而深海“暗物质是指深海中存在的大量未知微生物及其遗传信息 微生物组。

暗物质为何“暗” 不发光、不反射、不吸收光,对所有电磁波完全透明。

深海“暗物质”因其物种、遗传和功能的未知性,超过90%的深海微生物还没有被人类发现和认知。

暗物质与深渊的关系 ,它不存在于深渊中,在地球上均匀分布,可穿透地球,不因环境。

深海“暗物质”就存在于深渊生态系统中,是深渊生命网络的重要组成部分。

研究暗物质的意义就是揭示宇宙构成与演化规律,可能引发物理学革命。

而研究深海“暗物质”则是揭示生命起源与极限,这是潜力巨大的生物技术资源库。

为何科学家将深海微生物比作“暗物质”呢?科学家之所以将深海微生物群称为地球的“暗物质”,主要基于两者在认知层面的高度相似性:1. 主导地位与未知程度:正如暗物质占据了宇宙质能的主要部分(约26.8%)而我们却对其知之甚少一样,深海微生物占据了地球生物量的绝大部分。有专家指出,地球上90%以上的生物物种的宜居空间在深海中,海洋中90%的生物量是微生物生物量,而这其中至少有90%的微生物尚未被发现。它们在深海生态系统中扮演着基础性角色,但我们对其多样性、功能和机制的了解几乎是一片空白。2. 探索方式的相似性:探测暗物质需要极其灵敏的“捕手”和特殊的实验环境(如深埋地下的实验室)。同样,探索深海微生物“暗物质”也极具挑战性,需要依赖万米级深海着陆器、全海深保压采样器等尖端技术装备,这好比是海洋科学领域的“深空探测”。目前,全球科学家正通过大科学计划合作,系统性地探索深海这片“生物宇宙”。例如,由我国上海海洋大学牵头的DOME大科学计划,正是为了全面调查全球深海微生物组和生态系统。该计划旨在构建全球深海微生物资源库,解码这些未知生命形式,并挖掘其在生物医药、环保和低碳技术等领域的应用。

深海微生物在极端环境下的生存机制,堪称生命适应性的巅峰之作。它们演化出了一系列精妙的“生存策略”,就像掌握了在异星世界生存的终极密码。

这些独特的生存机制主要体现在以下几个层面:

1.细胞结构与成分的“重塑”

这是它们适应极端环境的物理基础。

细胞膜的“可塑性”:细胞膜是抵御外界环境的第一道防线。为了在高压下保持流动性,在低温下不凝固,深海微生物的细胞膜富含不饱和脂肪酸,使其在低温高压下仍能保持“半流体”的液晶状态,就像用特级橄榄油代替了普通黄油,保证了物质运输和信号传递的顺畅。

蛋白质结构的“压力适应性”:高压和极端温度容易使普通蛋白质变性失活。深海微生物通过调整蛋白质的氨基酸序列和三维结构,使其结构更加紧凑、柔韧,就像给蛋白质内部增加了更多的“分子支撑”,能在高压下保持稳定构象和活性。

产生相容性溶质:为了应对高盐度(渗透压)等挑战,它们会在细胞内合成或积累一些小分子有机物,如四氢嘧啶、甜菜碱等。这些溶质能平衡细胞内外渗透压,并像“分子伴侣”一样稳定蛋白质结构,而不干扰正常的代谢活动。

2.能量获取与代谢的“奇技淫

site stats