地球的地壳矿物学推动了童话运动的热点


代表Demmo的四个主要岩石单位的岩石优惠券的SEM图像,箭头指向所选择的空间分析(左)的矿物谷物的例子;在105倍放大率下收集图像,秤条表示500μm。Demmo(右)四个主要岩石单位的散装化学。

低于青翠的表面和有机丰富的土壤,寿命延伸到地球的深层岩石地壳中。欧陆深层地下可能是地球上最大的细菌和古藻的储层之一,许多形成生物膜 - 就像岩石表面的微生物涂层一样。

这种微生物种群在没有光或氧气的情况下存活,有机碳源最小,并且可以通过进食或呼吸矿物来获得能量。根据最近的估计,这些生物膜分布在整个深处地下,这些生物膜可以在大陆地下的总细菌和古物地生物量中占20-80%。但这些微生物种群在岩石表面上均匀地蔓延,或者他们更喜欢在岩石中殖民殖民地吗?

为了回答这个问题,来自伊利诺伊州埃文斯顿埃文斯顿西北大学的研究人员致力于分析深度大陆地下环境中微生物社区的增长和分布。这项工作表明,主岩矿物成分驱动生物膜分布,生产微生物寿命的“热点”。该研究发表于微生物学中的前沿。

微生物生活的热点

为了实现这项研究,研究人员在深矿山微生物天文台(Demmo)的表面下方1.5公里,位于现代称为桑福德地下研究设施(冲浪)的前金矿内,位于南达科他州的领先地位。在地下,研究人员在富含铁和硫磺矿物质的天然岩石上培养生物膜。六个月后,研究人员分析了新种生物膜的微生物组成和物理特征,以及使用显微镜,光谱和空间建模方法的分布。

研究人员进行的空间分析揭示了生物膜更密集的热点。这些热点与岩石中富含铁的矿物质相关,突出了一些对生物膜定植的矿物偏好。“我们的结果表明了生物膜定植对岩石表面矿物质的强烈空间依赖性。我们认为这种空间依赖性是由于微生物从他们殖民化的矿物质中获得能量。”凯特琳卡萨尔解释了这项研究的第一作者。

未来的研究

总之,这些结果表明,宿主岩矿物学是生物膜分布的关键驱动因素,这有助于改善地球深层地下的微生物分布的估计。但领先的跨幕研究也可以告知其他主题。“我们的研究结果可以向生物膜贡献给全球营养循环,并且还具有古代主义的含义,因为这些发现提供了对火星模拟系统中的生物量分布的洞察力”Caitlin Casar。

实际上,外星生命可以存在于类似的地下环境中,其中微生物免受辐射和极端温度的保护。例如,火星具有类似于Demmo的岩层的铁和硫的组合物,我们现在知道我们知道能够在地下驾驶形成微生物热点。

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