来自蒙大拿州立大学（MSU）的研究人员分析了黄石国家公园冒泡的热泉中的三种嗜热微生物，揭示了它们可能如何在低氧环境中适应并演化至今。
经过二十多年的研究，发表在《自然通讯》（Nature Communications）上的一项新研究，重点介绍了从黄石国家公园两个不同热泉中采集的三种微生物。
利用新收集的信息，研究人员希望能够揭示在240万年前大氧化事件发生之前，生命是如何演化的。大氧化事件发生前，地球大气的含氧量约为2%。事件发生后，含氧量跃升至20%。
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在氧气中繁盛
根据蒙大拿州立大学土地资源与环境科学系的教授Bill Inskeep和微生物与细胞生物学系的副教授Mensur Dlakic的说法，Conch Spring和Octopus Spring因其地质化学相似性而被选用于微生物提取。
研究指出，与Octopus Spring相比，Conch Spring的硫化物和氧气含量更高。这种差异有助于研究人员比较高氧和低氧水平下的微生物。从泉水中提取的三种微生物都是嗜热的，这意味着它们在高温下生长——每个泉水的温度都约为190华氏度（约88摄氏度）。
“当环境中的氧气开始增加时，这些嗜热菌可能在微生物生命的起源中很重要，”Inskeep在一份新闻稿中说道。“出现了利用氧气的生物的进化。Octopus有更多的氧气，果然，那里的好氧生物也更多。这些环境中的角色构成不同。”
研究微生物
研究团队分析了Aquificota（Thermocrinis）、Pyropristinus（Caldipriscus）和Thermoproteota（Pyrobaculum）这三种微生物，它们都存在于生活在快速水流中的丝状菌群中。丝状菌看起来像绿色的、细长的藻类，附着在泉水中的岩石和其他物体上。当水流淌时，它们似乎在摆动。
结果显示了嗜热微生物如何在更富氧的环境中生长和适应。为了获得结果，研究人员检查了来自两个泉水的微生物的呼吸基因并进行了比较。他们发现来自Conch Spring的低氧微生物的基因活动更强。在更富氧的Octopus Spring中的微生物则表达了更适应高氧水平的基因。
“要在实验室中重现这种实验将非常困难；想象一下尝试[创造]具有恰到好处的氧气和硫化物的热水流，”Inskeep在新闻稿中说。“这就是研究这些环境的妙处。我们可以观察到这些生物在它们赖以生存的确切地质化学条件下的情况。”
这对我们自身的启示
虽然普通人可能不会过多关注黄石国家公园地热泉中栖息的微生物，但了解它们是我们理解自身以及我们如何进化拼图中的又一块。
“通过研究简单的东西来理解复杂的生命似乎有些反直觉，但这确实是必须的起点，”Dlakic在新闻稿中说。“你必须回溯过去，才能理解我们今天的处境。”
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Nature Communications。早期演化的超嗜热生物在硫化物和低氧地热微生物群落中的呼吸过程
