海床深处会热得不再可能有微生物生活吗？这个问题是日本海洋地球科学技术局（JAMSTEC）与不来梅大学海洋环境科学中心（MARUM）之间合作研究的重点。国际海洋发现计划钻探计划（IODP）于2016年进行的一次探险提供了对海底生命温度极限的新见解。该研究结果已发表在12月4日的《科学》（Science）期刊上。

海床是环境非常恶劣的微生物栖息地。温度和压力随着深度而稳定增加，而能源供应却越来越少。微生物栖息在几公里深海底的时间只有大约30年。目前人们对生物圈的深层认识还不是很清楚：生命的极限在哪里？哪些因素起决定作用？环境温度很可能非常重要。

嗜热微生物可以在高达80摄氏度的温度下非常舒适地存在。此外，还有一些嗜热细菌和古细菌可以在更高的温度下生存，但需要大量能量来维持。在理想的实验室条件下，它们可以在短时间内承受高达122摄氏度的温度。但是要研究高温如何长期影响低能深层生物圈的生命，有必要进行深海钻探。“只有少数科学钻探点到达了温度超过30摄氏度的深度，”研究负责人、MARUM的Kai-Uwe Hinrichs教授解释说。“因此，极限探险队的目标是在温度高达120摄氏度的沉积物中钻一个1000米深的孔，最终我们成功了。”

全球独特的钻孔位置

研究采样地点位于日本沿海南开海槽中，水深4.8公里。“令人惊讶的是，微生物种群在仅约45度的温度下几乎消失，”JAMSTEC的联合首席科学家Fumio Inagaki博士说。“在高温海底几乎没有生命，但是随后，我们能够在更深、甚至更热（高达120摄氏度）的区域再次检测到细胞和微生物活性。”

在摄氏50度以上时，营养细胞的浓度急剧下降至每立方厘米沉积物少于100个细胞的水平，而内生孢子的浓度却迅速增加，并在摄氏85度达到峰值。内生孢子是某些类型细菌的休眠细胞，只要条件再次有利，它们就会重新激活并转换为活态，“某些微生物能够适应这些严酷条件，并在地质时间段内保持深度睡眠。”

改进的检测方法

为了可靠地检测50摄氏度沉积物中微生物的寿命，防止污染至关重要。因此，研究小组使用严格的污染控制对样品的处理进行监控，并将特别重要的样品通过直升机运送到位于日本高知的IODP核心仓库的洁净实验室。JAMSTEC的共同首席科学家Yuki Morono博士说：“没有高质量研究环境控制是不可能实现研究目标的。”

（傅圆圆 编译）