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存在可以不依赖其他任何其他生物存活的生物吗?

本帖由 漂亮的石头2023-06-04 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

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    [​IMG] 赵泠

    存在。例如辐射合成细菌 Candidatus Desulforudis audaxviator。该物种可以在只有铀矿的辐射作为能源的环境下利用岩石和水中溶解的物质合成有机物并增殖,在南非地下 1500~3000 米深的矿井地下水中建立生态系。相关论文发表在 2008 年 10 月 10 日的 Science 杂志[1]。辐射对该物种并非必需,它们可以化能自养。它们可以分解同类的死细胞来回收材料。

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    图片来自 NASA,公有领域

    Candidatus Desulforudis audaxviator 生活的环境里没有其他生物。这是二十世纪科幻小说描述过的单一物种生态系统

    Candidatus Desulforudis audaxviator无性生殖的单细胞生物,单一个体可以产生新种群——即使是在没有其他生物的天体上。它的环境耐性和能量获取途径允许它在太阳系的多个天体的地下生存,包括火星。

    在科学家检测的五吨地下水里,Candidatus Desulforudis audaxviator 的 230 万个碱基对只有 32 个突变过不止 1 次,显示了其极度缓慢的生活节奏。

    地球上可能有更多种类的细菌、古菌在分别形成单一物种生态系。这种现象可能追溯到距今 38 亿至 45 亿年前。不过,“地球上第一个生物”可能在自然产生后很快就死掉了(你可以声称死因是缺少适当的其他生物共生),现存生物的最后共同祖先很可能并不是“地球上第一个生物”或“地球上第一批生物之一”。

    繁殖并非生存所必需。含水层[2]与沉积物中的微生物的新陈代谢速率远低于地表的微生物,完成简单的新陈代谢步骤需要数百到数千年。南太平洋环流深层海洋沉积物中的细菌早已停止细胞分裂,将极低的能流全部用于自我修复来维持生命[3]。

    • 太平洋海底 2000 米深处有 500 万到 3000 万年历史的煤炭与沉积物中,每立方厘米有 50 到 2000 个活细菌,实验显示这些细菌在营养充足的条件下传代可能需要数十天到 100 年[4]。
    • 可以看看研究人员如何培养有 2000 万年历史的煤层里的细菌[5]。
    • 从中国湖北云应盐矿里找到的始新世细菌是多倍体[6][7],多倍化有助于对抗时间流逝。
    • 2019 年,日本研究人员在深海沉积物里找到一群以极低能耗生存了约 1.015 亿年的需氧细菌[8]。

    细菌亦可长时间休眠。2000 年,美国西切斯特大学研究人员从新墨西哥一处核废料储存场的通风竖井里找到的一块 2.5 亿年前形成的盐结晶包含 4 种休眠的细菌,它们在实验室恢复了生命活动。对盐结晶进行的灭菌程序将这些细菌来自现代细菌污染的概率降到十亿分之一以下[9]。2006 年,这些研究人员又唤醒了一些盐结晶里的白垩纪嗜盐古菌[10]。

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    在休眠期间,细菌的新陈代谢接近停止,以极低的能耗修复身体,一部分损伤被搁置到苏醒后修复。这些细菌的基因序列与休眠前几乎一样。

    • 你可以注意到,休眠与极低能耗的非休眠状态没有绝对的界限。

    R J Parkes 建议,上述发现意味着细菌在没有科技的情况下实现了生物学低级永生。

    也可以看看:

    生物:怎样理解“任何物种都不可能以单一个体生存和繁衍。”?
     
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