PNAS：不需要阳光的光合作用

　　

生物通报道：6月号美国国家科学院院刊（PNAS）报道：有些光合细菌也许能在没有太阳光的环境下生长，它们利用的是来自热流的热辐射作为能量来源――温哥华英属哥伦比亚大学（the University of British Columbia）的J. Thomas Beatty所领导的研究小组发现了存在于在离海面一英里的深海火山热泉处的一种特殊的光合绿硫菌（photosynthetic green sulfur bacteria）。印第安纳大学的Carl Bauer表示，“它们在没有太阳光的地方进行光合作用，这真是令人惊讶！”

海底火山热泉（Submarine hydrothermal vents），常常被称为“黑烟囱”（black smokers），在那里存在着复杂的生态环境，主要的能量来源于溶解在地热水中的化学物质。在喷口处的化能营养型细菌可以通过分解比如像硫化氢等无机物质获得能量，而这些细菌产生的有机物则可以为其它微生物和无脊椎动物提供养料。

Beatty和他的同事在距离南美西海岸1300英里处、具有许多火山热泉的东太平洋海嵴（the East Pacific Rise）的不同深度收集了水质样品。研究人员发现，在特别为厌氧光合硫细菌准备的培养基中长出了一种绿色色素的微生物，这个样品来自从一个海底火山热流。

研究者分离了这种细菌，把它们命名为GSB1，并且确定它的吸收波长与典型的光合作用细菌的细菌叶绿素和类胡萝卜素的波长一致。利用PCR，Beatty研究组发现GSB1也有一种称之为Fenna-Matthews-Olson protein的光吸收蛋白，这种蛋白只在绿硫菌中发现。“这实际上是非常典型的绿硫菌，基于它的光合色素和形态学特征，这种菌看起来就像是其它一些已知的绿硫菌，都属于光合作用细菌”Beatty说。

研究者并不能完全排除细菌是从其它地方漂流到热泉口的可能性。但是Beatty他们也做了热泉口附近海水的样品分析，结果表明并没有任何GSB1生长。Stanford University的Christopher Chyba表示，研究人员已经做了所有能做的工作。作者推测GSB1来自一个正好在“黑烟囱”入口处附近的微生物群落。在那里，温度变化如此之剧烈以至于生物体能够在较冷的温度下生存而同时接受附近热流的热辐射。

总而言之，GSB1的发现为太阳系其它地方可能生长的生命类型提供了依据，Chyba认为，尤其是木星卫星欧罗巴（木星第六卫星）（许多科学家们怀疑在其覆盖有冰的下有含盐海洋）。没有人知道是否欧罗巴有热泉口，但是这一研究让人们思考：在木星卫星欧罗巴的热流中，光合作用是否也会在进化？（记者Leslie）