我们脚下的地球充满了肉眼看不见的生命，而一种不熟悉的土壤微生物的发现增加了这个隐藏世界的复杂性。最近的一项研究发掘了在地球被称为“关键带”的区域中一种名为 CSP1-3 的新微生物群的证据。这个地球层是空气、水、土壤、岩石和植物相互作用，形成地球有生命的表皮的地方。
发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences) 上的研究发现，CSP1-3 在其繁衍生息的深层土壤中流下的水净化过程中起着至关重要的作用。研究人员现在正试图找出这些微生物如何在这样的环境中蓬勃发展。
关键带的价值
地球的关键带，从地表的树木延伸到地下 700 英尺的土壤，是维持生态系统的多种化学和生物过程的所在地。微生物是该区域最重要的居民之一，它们分解矿物质并帮助植物生长。
密歇根州立大学的微生物学家 James Tiedje 在一份声明中说：“这个区域支持了地球上大部分的生命，因为它调节着土壤形成、水循环和养分循环等基本过程，这些对于粮食生产、水质和生态系统健康至关重要。尽管其重要性，但深层关键带是一个新的前沿领域，因为它是地球上一个相对未被探索的主要部分。”
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从水到土壤
研究人员在分析爱荷华州和中国地下 70 英尺深的土壤样本时，发现了这个新的微生物群。他们说，这两个不同的区域共享一种相似的深层土壤，这就是为什么 CSP1-3 在两者中都存在。
CSP1-3 的起源故事展示了环境变化如何导致微生物进化并定居在深层土壤中。数百万年前，这些微生物的祖先栖息在温泉和淡水中。随着时间的推移，主要的栖息地变化导致它们迁移到表层土壤，并最终进一步向下迁移到深层土壤。
据研究人员称，这项研究的一个意外转折是，现代 CSP1-3 微生物在深层土壤部分并非稀有，而是数量众多，有时占那里群落的 50% 或更多。
Tiedje 说：“我相信这是因为深层土壤是一个非常不同的环境，这一类生物经过长时间的进化，已经适应了这个贫瘠的土壤环境。”
CSP1-3 在深层土壤群落中找到了自己的生态位，在那里它清洁流过土壤的水的残留物。表层土壤无法完全净化雨水，CSP1-3 因此吸收了剩余的碳和氮。
重现微生物环境
CSP1-3 在深层土壤中生存的能力（即其生理功能）的全部范围尚未可知。研究人员希望在实验室中培养 CSP1-3，但这可能是一项艰巨的任务，因为难以复制微生物生存的条件。
考虑到这些微生物的祖先曾经栖息在温泉中，在高温下培养 CSP1-3 可能是一种有效的方法。这甚至可能带来具有实际生态应用的关键信息。
Tiedje 说：“CSP1-3 的生理功能，由其生物化学驱动，是不同的，所以可能有一些有价值的有趣基因可供他用。例如，我们不知道它们代谢顽固污染物（tought pollutants）的能力，如果我们能了解这一点，我们就可以帮助解决地球上最紧迫的问题之一。”
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美国国家科学院院刊。关键带深层栖息的候选菌群的多样化、生态位适应和进化
地表过程发展。第一章 - 关键带导论
