研究人员在南极冰层下发现一个活跃的生态系统半英里

作者:相里绞

<p>来自冰下湖Whillans的微生物“非常多样化”,微生物细胞呈现各种形状黄色箭头指向通过扫描电子显微镜观察到的棒状细胞(图片由WISSARD提供)研究人员来自WISSARD项目发现了一个生活在南极冰盖下的微生物活跃生态系统,将铵和甲烷转化为生长所需的能量博兹曼 - 美国大规模远征地球最后一个边界的第一个突破性论文表明在西南极冰盖表面下半英里处有生命和活跃的生态系统,特别是在一个没有看到阳光或感受到数百年风的气息的湖中</p><p>生命以微生物的形式存在在巨大的南极冰盖下面,将铵和甲烷转化为生长所需的能量许多微生物是单细胞的orga蒙大拿州立大学教授约翰·普里斯库(John Priscu)是美国项目的首席科学家约翰·普里斯库(John Priscu),该项目名为WISSARD,他对冰下环境进行了抽样调查</p><p>他也是8月21日出版的“自然”杂志上的MSU作者主导的论文的合着者</p><p>所有科学和技术领域的国际周刊“我们能够毫不含糊地向世界证明南极洲不是一个死亡的大陆,”普里斯库说,并补充说,“自然”杂志中的数据是第一个证明生命存在的直接证据</p><p>南极冰盖下的冰下环境首席作家布伦特克里斯特纳说:“这是第一个确定的证据,证明不仅有生命,而且还有南极冰盖下的活跃生态系统,这是我们几十年来一直在猜测的东西</p><p>用这篇论文,我们砸了在桌子上说,'是的,我们是对的'“普里斯库说,他们在钻了半英里的冰到达Subg之后找到生命并不完全感到惊讶lacial Lake Whillans于2013年1月国际知名的极地生物学家,Priscu研究南极和北极波兰今年秋天将是他在南极洲的第30个赛季,他早就预测了这一发现</p><p>十多年前,他发表了两篇手稿</p><p>科学杂志第一次描述微生物的生命能够在南极冰层内和南极冰层中茁壮成长五年前,他发表了一份手稿,预测南极冰下环境将是这个星球上最大的湿地,一个不受红翼黑鸟和北美典型的湿地区域的香蒲,但微生物在零度以下的温度下开采岩石中的矿物质,以获得促进其生长的能量经过十多年的世界旅行,演示描述南极冰层下可能存在的东西,Priscu是一种工具在说服美国国家资助机构,这项研究将改变我们看待的方式这个星球上的第五大洲尽管他对这一发现并不感到惊讶,但普里斯库说,他对南极发现的一些细节感到兴奋,特别是在零下温度下微生物如何在没有阳光的情况下发挥作用以及来自DNA测序的证据显示原生生物是古生菌古生菌是生命的三个领域之一,其他的是细菌和真核生物许多冰下古菌利用铵的化学键中的能量来固定二氧化碳并驱动其他代谢过程另一组微生物使用甲烷中的能量和碳来维持生计根据普里斯库的说法,铵和甲烷的来源很可能来自几十万年前南极洲温暖和海水淹没时沉积在该地区的有机物质的分解</p><p>南极洲西部他还指出,随着南极洲继续变暖,大量的甲烷,一种强大的温室气体将被释放到大气层中,加强气候变暖这张地图显示了南极西部冰盖上的钻探现场,研究人员发现了一个活跃的生态系统,位于冰下湖Whillans下半英里处(图片由WISSARD提供)美国团队也证明了微生物Priscu说,起源于Lake Whillans并且未被污染的设备引入 他之前对南极冰研究的怀疑论者表明,他的小组实际上并没有发现微生物,而是回收了自己带来的微生物“我们走到极端,以确保我们不会污染我们这个星球上最原始的环境之一同时确保我们的样品具有最高的完整性,“Priscu说,两年前在MSU对WISSARD的钻孔净化系统进行了广泛的测试,以确保其有效,Priscu在一份国际期刊上发表了一篇文章,介绍了这些结果</p><p>测试这个去污系统与一个独一无二的热水钻配对,用于通过冰盖融化钻孔,为冰下环境提供了一条通道,供南极洲每天采样,他会告诉他的团队为了保持简单,普里斯库说要证明西南极冰盖下面存在一个生态系统,他至少想要三行证据他们哈哈d在显微镜下观察来自Lake Whillans的微生物并且没有污染设备然后他们必须证明微生物存活并且生长他们必须通过他们的DNA识别当团队发现这些东西时,他知道他们已经成功了,Priscu据Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling(WISSARD)项目于2009年正式启动,国家科学基金会拨款1000万美元现在涉及美国8个机构的13名主要研究人员,研究人员于2013年1月向Subglacial Lake Whillans钻探了这些微生物</p><p>他们发现仍然在密歇根州立大学和其他合作机构进行分析克里斯特纳说物种很难在微生物学中确定,但“我们正在研究一个可能有大约4,000种我们称之为物种的水柱</p><p>它的种类非常多样化”计划再次钻探这个南方夏天在一个新的南极地区,Priscu说WISSARD是第一个大规模的直接研究南极冰下环境生物学的多学科努力南极冰盖覆盖面积是美国面积的1.5倍,占地球淡水的70%,任何明显的融化都可以大幅度增加海平面湖Whillans,其中一个南极冰盖以下的200多个已知湖泊和WISSARD研究中的主要湖泊,大约每三年填充和排水</p><p>排出Lake Whillans湖的河流流入罗斯冰架,这是法国的大小,供给南方冰川海洋,它可以为生命提供营养并影响水循环模式在南极西部冰盖下探索世界的机会对于美国团队以及属于该团队的几个MSU附属研究人员来说是一次无与伦比的机会</p><p> Priscu说自己是自然论文的一部分,他曾是一名博士后研究员,曾在MSU f担任Priscu和Mark Skidmore的博士后研究员</p><p> 2002年至2006年他现任路易斯安那州立大学生物科学副教授Jill Mikucki,现任田纳西大学诺克斯维尔分校助理教授,是普里斯库的博士生之一.Skidmore是密歇根州立大学地球科学系的冰川地球化学家Andrew Mitchell现在在英国阿伯里斯特威斯大学,是MSU生物膜工程中心的博士后研究员Alex Michaud和Trista Vick-Majors目前正在MSU的Priscu研究小组获得博士学位其他MSU团队成员是教育和外展协调员Susan Kelly和项目经理John Sherve MSU如此参与的事实反映了它正在开创一个新的科学领域这一事实,Priscu说MSU是许多研究生活在冰下和生活中的科学家的共同祖先“我总是告诉我的学生什么时候他们进入实验室,“我们正在发明这个科学领域</p><p>它正致力于冰与生命的生活der ice这个领域从来没有存在过</p><p>我们想到了你们是开拓者,“Priscu说有机会参与WISSARD,Vick-Majors说她在第一次抽水后一小时内看到了显微镜下的细菌离开冰下湖Whillans几天之内,她看到了细菌活跃的证据“非常令人兴奋它很难超越,”她说 她补充道,“如果你想在南极冰下环境中进行微生物生态学研究,约翰可能是你想与之合作的人,我觉得很幸运能有机会”同意,米肖说,“有些研究生开玩笑说, “我们怎么做到这一点</p><p>”我们不能“但是学生们可以建立他们的WISSARD体验并更深入地了解冰下湖Whillans和其他冰下栖息地,他说这不是要走出去寻找更多新奇的栖息地Christner说在自然界撰写论文的团队是极地生物学的梦之队除了MSU附属的科学家之外,共同作者包括路易斯安那州立大学的研究生Amanda Achberger</p><p> Carlo Barbante,意大利威尼斯大学的地球化学家; Sasha Carter,加州大学圣地亚哥分校博士后研究员;和Knut Christianson是明尼苏达州和纽约大学圣奥拉夫学院的博士后研究员“我希望这一激动人心的发现将触及全世界人们的生活(无论是年轻人还是老年人),并激励下一代极地科学家,”Priscu说出版物:Brent C Christner等,“西南极冰盖下的微生物生态系统”,Nature 512,310-313(2014年8月21日); doi:101038 / nature13667来源:Evelyn Boswell,蒙大拿州立大学图片:....