美国科学家在实验室复活800万年前细菌

美国科学家在实验室复活800万年前细菌

　　

 
        南极洲是世界上受人类活动影响最少的地方，由于气温极低，那里的冰层中保留着许多原始生命物质。近日美国新泽西州拉特格斯大学的科学家们对从南极洲取回的“年龄”在10万至800万年的冰块进行了研究，并首次在实验室条件下复活了800万年前的古老细菌。    

　　据《美国国家地理杂志》日前报道，此次，美国新泽西州拉特格斯大学的科学家们研究的冰块全部来自南极州必肯(Beacon)峡谷，必肯峡谷拥有世界上最古老的冰层。科学家们在对这些冰块进行观察时发现，一些距今800万年前的冰块中存在冰冻的生命信息非常微弱的细菌。在拉特格斯大学凯·比德尔教授的带领下，科学家们将上述冰块放在温暖的培养液里进行融化，经过一段时间后，通过显微镜观察，科学家们看到800万年前的细菌解冻复活了，它们的新陈代谢活跃了起来并开始在培养液的环境下进行繁殖。  

　　比德尔教授介绍说，这是科学家们首次在实验室条件下将地球上如此古老的细菌复活，在接下来的研究中，他和同事发现这些800万年前的细菌DNA中只有210个脱氧核苷酸，而目前普通细菌的DNA中包含大约300万个脱氧核苷酸。比德尔教授认为，古老冰块中细菌DNA里脱氧核苷酸数量大幅减少是由于宇宙辐射造成的。地球两极宇宙辐射的强度是最大的，在漫长的岁月里冰块中细菌DNA里脱氧核苷酸数量在宇宙辐射下大幅减少了。  

　　比德尔教授补充说，这次在实验室条件下复活的800万年前细菌种类都是已知的，科学家们没有发现新的细菌品种。参与这项研究的另一位科学家保罗·法尔科斯基表示，南极洲的大部分细菌都来自非洲沙漠，在风的作用下非洲沙漠里的细菌被带到南极冰层表面，此后随着冰层的增长细菌被冻在了冰里。此外，也有一些细菌可能恰好进入了冰块的小水泡里，这样这些细菌就在冰层里保留了一些微弱的新陈代谢活动。  

　　报道说，新泽西州拉特格斯大学科学家们将古老细菌复活的工作对于研究地球生命的历史以及其他星球(例如火星冰层)有很大帮助。此外，几年前美国科罗拉多大学的科学家们也利用加温融化的方法将南极洲干冻达20年之久的微生物重新复活了，这些微生物随后变得生机勃勃。科学家们认为，这些试验研究揭示了极端生态系统中生命具有的令人惊讶的适应性以及微生物在外界条件改变后能迅速恢复生机的本领。(维佳)

 

  南极大陆最古老的冰层中至今还封存着数百万年前的远古微生物。美国科学家的一项最新研究发现，南极冰封多年的细菌仍然具有活性，其中的一些距今已有800万年的历史。该研究成果加深了科学家对生物在冰冻条件下可存活时间的认识，同时也对地球生物起源于太阳系外彗星的观点提出了质疑。相关论文发表于8月8日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

  通过融化从南极洲Mullins和Beacon永久冻结带获取的古老冰块样品，美国罗格斯大学的微生物学家Kay  Bidle和同事发现，距今10万至800万年的远古细菌仍具有活性。Bidle表示，尽管此前也有过类似的发现，但那些细菌只有大约30万年的历史。他说，“最新的研究大大地拓展了人们对细菌活性维持能力的理解。”

  不过，研究人员注意到，从距今10万年的冰块中获取的细菌繁殖得较快（约一周），相比之下，800万年冰块中细菌的DNA受到严重破坏，复制得非常慢（约一两个月）。进一步的分析表明，这些细菌的DNA随着时间的推移，已经高度破碎化。10万年冰块中细菌的平均DNA片断长度约为18500个碱基对，而800万年冰块中的细菌为210个碱基对。研究人员藉此提出了一个有趣的概念——“DNA半衰期”（DNA  half-life，DNA片断长度减半所需要的时间），并且表示，在冰冻状态下“DNA半衰期”约为110万年。

  科学家认为，南极强烈的宇宙射线很可能是造成DNA逐渐破碎的原因，而110万年的半衰期也令一个长期存在的观点变得不太可能，那就是地球生物最初来自于太阳系外的彗星。Bidle表示，“如果以彗星的速度从太阳系外运动到地球，所花的时间肯定不止800万年。到那时，彗星上的DNA将被完全破坏。”

  然而，并非所有的专家都对此表示认同。美国宇航局马歇尔空间飞行中心（NASA's  Marshall  Space  Flight  Center）的太空生物学家Richard  Hoover表示并不理解这二者之间究竟有何关联。他认为，冰冻和岩石可以帮助彗星内部的微生物抵御宇宙辐射的影响。

  Bidle和同事指出，新的发现的另一方面的意义在于重现地球冰川期末期的生物遗传多样性。他们认为，融化的冰架可以提供丰富的“基因冰棒”（gene  popsicle，指被冰冻的DNA），从而使科学家构建出冰川末期地球上所有的微生物种类的基因组。（科学网  任霄鹏/编译）