據(jù)國外媒體報道，科學(xué)家認(rèn)為生存在地球巖石層與沉積物中的生物占據(jù)了地球生物量的三分之一，甚至還有可能大于我們在地表上發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計的生物量。本周，馬薩諸塞大學(xué)的微生物學(xué)家詹姆斯·霍頓(James Holden)和他的同事第一次獲得了生活在海底火山裂縫中的甲烷微生物。

　　就像當(dāng)長頸鹿和企鵝被首次發(fā)現(xiàn)時，生物學(xué)家迫不及待地研究它們的棲息地和生活環(huán)境那樣，對于生活在地下的微生物，我們也是第一次對它們的棲息地和生存環(huán)境進(jìn)行研究，以確定它們與其他物種之間存在不同點(diǎn)。有證據(jù)顯示地下深處以及深海存在著驚人的生物量，它們分布在地殼和海洋沉積物中，其總量可能超過陸地上所有生物量總和。

　　我們感興趣的是生活在巖石深處的微生物，研究它們的最佳地點(diǎn)是位于海底火山附近的深海熱液噴口，溫度適宜的海水可為它們提供營養(yǎng)和能量來源，這些都是微生物生存所需要的。本項(xiàng)研究結(jié)論將使得科學(xué)家們對深海生物地球化學(xué)循環(huán)有了一個前瞻性的理解。根據(jù)國家自然科學(xué)基金會海洋科學(xué)項(xiàng)目主任大衛(wèi)·蓋利森(David Garrison)介紹：“通過本項(xiàng)研究大大增加了我們對深海生物圈微生物過程的理解，在此之前我們對此知之甚少。”

　　此外，本項(xiàng)研究還可涉及到在三十億年前地球微生物代謝過程的探索，以及什么樣的微生物可能生存在其他行星上。這是因?yàn)樵谶@些微生物中，還存在一種可吸入氫和二氧化碳，釋放出甲烷的細(xì)菌，該細(xì)菌被認(rèn)為參與了地球早期大氣成分運(yùn)動的進(jìn)程。科學(xué)家通過對地下微生物總量的研究主要目的是驗(yàn)證計算機(jī)模型的測試結(jié)果，比如熱液噴口流體中極端嗜熱菌、代謝產(chǎn)生甲烷的微生物生存環(huán)境中氫含量閾值。相關(guān)模型可預(yù)測出微生物居住的巖石環(huán)境，這些對科學(xué)家而言是非常感興趣的，但預(yù)測模型也需要繼續(xù)完善。

　　馬薩諸塞大學(xué)的研究人員建造了兩個生物反應(yīng)容器，可通過控制氫的含量進(jìn)行控制反應(yīng)速率。研究人員發(fā)現(xiàn)生物的生長測量結(jié)果是相同的，當(dāng)提供等量的氫時所有觀察對象的增長速率幾乎相同，同時也有著相同的最低增長閾值。研究人員霍爾頓和埃萊娜在馬薩諸塞大學(xué)通過栽培技術(shù)尋找自然界中的微生物，并在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行研究，此外他們還從位于華盛頓海岸和俄勒岡州海岸外200多英里的海底火山附近收集高達(dá)350攝氏度，約為662華氏度的深海黑煙囪熱液流以及海底裂縫間較低溫度的樣本，其分布在深達(dá)一英里的海底山脈上。

　　根據(jù)研究人員巴特菲爾德(Butterfield)介紹：“我們使用專門的采集儀器對深海熱液流中的化學(xué)成分和微生物組成進(jìn)行了測量，通過這些研究了解極端環(huán)境下微生物的群落結(jié)構(gòu)與增長速率、生物化學(xué)因素等方面的作用下會發(fā)生怎樣變化。”比如，科學(xué)家們在降低氫供應(yīng)量的奮進(jìn)海底火山附近發(fā)生了一些具有頑強(qiáng)生命力的產(chǎn)甲烷細(xì)菌，霍爾頓認(rèn)為這樣的發(fā)現(xiàn)是非常令人興奮的，我們觀察到一個產(chǎn)甲烷菌構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)，其中也包括了多個微生物之間的共生體系。