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细菌在地球引力的40万倍的重力下存活和繁殖

了解大肠杆菌在超重力环境下的生存能力如何拓展了微生物在极端条件下的韧性极限。

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大肠杆菌

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新闻要点:一项新的研究发现,某些细菌可以在极端“超重力”环境下生存。

发表在《美国国家科学院院刊》上的研究表明,这些细菌可以在比地球上感受到的重力强40万倍的条件下生存和繁殖。这些发现与这样一种观点相符:通过陨石或其他碎片传播的微生物——在这样的旅程中它们会承受超重力强度的作用——可能是地球生命的祖先。原理是怎样的:

  • 在测量普通肠道细菌埃希氏大肠杆菌的密度时,研究人员注意到,细菌似乎不受相当于7500 G的旋转速度的影响——因此,他们决定测试这些微生物能承受多大的压力。

  • 研究人员使用超速离心机对大肠杆菌和另外三种细菌的样本进行了离心,以产生超重力条件。

  • 科学家们发现,大肠杆菌和另一种细菌,解氮副球菌,不仅能在403,627 G的重力下生存,还能继续繁殖,尽管它们的繁殖速度比在地球重力下有所减缓。另外两种菌株无法承受如此极端的引力,但所有四种菌株在20,000 G的重力下至少都能一定程度地繁殖。

背景信息

  • 极端微生物在各种看似不适宜生存的条件下都能正常活动,从南极的冰下湖泊到地壳深处的厌氧裂缝。科学家们认为,这些菌种表明生命可能如何在宇宙其他地方极端温度或缺氧的条件下生存。

  • 研究人员写道,发现细菌在超重力环境下表现如此之好,也表明“地外环境的可居住性不一定受引力限制”。

  • 很久以前,可能将外星微生物带到地球的小行星和彗星,其加速速度可能达到了约300,000 G,这项研究表明微生物可能在那时得以生存。这些发现也为今天寻找生命提供了更多地点,例如表面引力为10至100 G的棕矮星,在某些情况下,其温度可能足够低以支持生命

  • 人类在这种条件下根本无法生存,更不用说繁衍后代了;我们在大约地球重力五倍时就会失去意识。

参考资料:Shigeru Deguchi, Hirokazu Shimoshige, Mikiko Tsudome, Sada-atsu Mukai, Robert W. Corkery, Susumu Ito, and Koki Horikoshi. "Microbial growth at hyperaccelerations up to 403,627 × g." Proceedings of the National Academy of Sciences online, April 25, 2011. DOI:10.1073/pnas.1018027108

图片:劳伦斯伯克利国家实验室

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