文档介绍：微生物之最-最耐热的微生物
微生物之最——最耐热的微生物
微生物由于其适应强的特点,尤其是对地球上那些恶劣的极端环境的惊人适应力,使其获得了许多“生物之最”。依赖于高温、低温、高酸、高碱、高盐、高毒、高渗、高压、干旱或高辐射强度等极端环境才能正常生长繁殖的微生物,称为极端微生物。科学研究发现,细胞内带有一个细胞核的真核生物,没有一种能够在60摄氏度的高温中幸运存活,除了一种生活在海底热液喷口附近的蠕虫外。研究发现,这种蠕虫的尾巴通常会粘附在80摄氏度高温的热液喷口岩壁上,而它们身体的其余部分则会远离“高热区”,科学家一直无法理解,为何这种蠕虫的尾巴能够承受80摄氏度的高温而不解体,一种理论认为,它们的尾巴中含有一种在高温下也能处于稳定状态的胶原质蛋白质。但是极端微生物中有一类超嗜热菌,他们能在极热(60℃以上)的环境中生活,其生长最适温度通常在80~110℃,多数超嗜热生物属於古菌,但也有一些细菌(包括一些蓝藻)可以忍耐70到80℃的高温。很多超嗜热生物也可以抵抗其它极端环境,如高酸度或辐射强度。
最早在20世纪初,人们就发现在美国黄石公园的热泉里有各种各样的微生物存在。在这个接近沸点的水世界里发现了耐热的生命之后,一个世纪以来不断有科学家对它们产生研究的兴趣,而直到今天应该说热泉里的生命秘密仍然没有完全揭开。1997年,人们在大西洋底部3650米深处的一个热液喷口处发现了一种名为“延胡索酸火叶菌”的细菌。该热液喷
口的温度高达113°C。因此,人们将该温度认定为生命忍耐的高温极限。然而,此后人们又在太平洋底部2400米深处的一个热液喷口发现了另一种微生物,名为“Strain 121”。研究人员将“Strain 121”标本置于温度高达121°C的高压灭菌器中进行实验。经过近10小时的高温高压蒸煮,这种微生物竟然能够存活下来并且还在继续繁殖。对于生物体来说,如果身体周围的温度抵达一个无法承受的极限,那么像DNA和蛋白质这样的复杂分子就会崩溃解体。一项实验显示,“Strain121”在实验室中被加热到121摄氏度时仍能照样生存,即使在130摄氏度的环境中,这种微生物仍能维持生命,只不过无法复制繁衍。这种生物长期存在于含铁和硫等矿物的深海热喷口附近。实验显示,这种生物在加热到121摄氏度时仍具有繁殖能力,24小时内数量可以翻一番。121摄氏度是现行医疗消毒的标准,100年来生物学家一直认为121摄氏度即能够杀死所有已知的生物。但现在菌株121的出现无疑说明,教科书已经被改写,生物体的生存能力已经远远超过人们的想象。长期以来,我们坚信空气、阳光、食物、水和适宜的温度、气压,以至适宜的酸碱度,是生命存在不可或缺的条件。但地球其实绝不只有这温柔的一面,生物圈也并不仅仅是我们看到的这样。
海底热液喷口是许多超嗜热菌的生存环境,科学家们表示,尽管海底热液喷口的温度高达数百摄氏度,但它们的周围仍然存活着长管虫、蠕虫、蛤类、贻贝类,还有蟹类、水母、藤壶等特殊的生物群落。有科学家将这样五彩缤纷、生机勃勃的海底生物世界称为海底“生命绿洲”。1980年日本深潜器在太平洋加拉帕戈斯群岛附近考察发现,在一处深渊
90°C热水中有僵死的生物细菌。当下潜到2650米深处,那里水温很高而且气压高达266个大气压,海底喷溢热液中含有毒性的硫化氢,但那里却存活着一大群