“与我们相比,它们的生活节奏是如此缓慢,” 莫雷诺这样说道。“区别活体细胞和死亡细胞非常难。”它们存活的关键特征是无比缓慢的新陈代谢,使得较为贫乏的食物源能够供应上千年。
玛土撒拉微生物
虽然这种生活方式看起来非常简朴,但与丹麦奥胡斯大学的汉斯·罗伊(Hans Ry)和同事发现的生态系统相比,简直不值一提。在太平洋底部8600万历史(比恐龙灭绝还要早2000万年)的沉积物里,研究人员发现了活跃的细菌和古生菌。这些细胞减少的新陈代谢表明每个细胞一直饮食但非常节俭。在这样严格的约束下,细菌数量相对比较稀疏,大约每立方米的沉积物里只有1000个细胞。
在这些隔离的沉积物中,进化的方式也不尽相同。“如果没有足够的能量以满足每个单个细胞的要求,那么细胞彼此分离简直相当于自杀,”罗伊这样说道。这些古老沉积物种的微生物可能将重心主要放在修复自身的机制,而非大多数其它有机物更加关注的行为:繁殖。
如果这些观点是正确的,那么其中有些有机物可能是地球上最古老的生物之一。“据我们所知,这些环境里的细胞可能有上百万年历史,” 美国南加州大学的微生物家卡特丽娜·爱德华兹(Katrina Edwards)这样说道。
虽然它们非常奇怪,但是生活在海底的玛土撒拉微生物与地球上其它洲地下发现的有机物相比还是非常传统的。设想一下南非姆波内格金矿下方生活着一个细菌物种,它的食物链是从周围岩石里的放射性衰变矿物开始。在地下寻找这些微生物是件精疲力竭的事。“你可能于早上7点与矿业人员一起下去(金矿),但直到10点半你才到达既定地点。由于那里温度和湿度是如此不堪忍受的高,研究人员只有几小时时间去金矿小口径小井的夹缝里搜集样本,然后你得立即返回地面。”
最初,结晶岩更类似于荒凉的家园,而非海洋沉积物,它们在史前就深埋地下,身边不再有有机物质。在地下似乎不太可能找到食物,然而细菌却能够顽强的存活下来。它们的秘诀是什么?答案是铀。随着这种元素的衰变,产生的辐射会通过一个名为辐解的过程,导致水分子分离,释放出自由的氢。随后细菌结合这些氢与岩石中的硫同位素,以产生足够的能量维持生命的存活。