科学家发现了古代微生物如何应对饥饿

摘要:北京时间20200219关于【科学家发现了古代微生物如何应对饥饿】的具体情况和说明,让www.nyjhjx.cn新闻频道以图文形式为您慢慢道来。

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两百万年前,在一个温泉的边缘,一个叫做克林顿的单细胞生物耗尽了食物。克林顿是嗜酸菌,是一种在类似于电池酸的条件下蓬勃发展的微生物,但他并非为饥饿而生。他尽力而为,寻找一个像样的饲料。有时候,他找到了美味的小吃,但从没有真正满足。在一个阴冷潮湿的日子,克林顿去世了。

对于试图了解克林顿所处的环境条件的研究人员而言,它凋零的细胞可能是信息的宝库。研究古代微生物的科学家威廉·莱维特(William Leavitt)表示:“生物标志物,就像构成我们体内细胞膜的脂肪分子,可以成为环境的有力记录者,记录可以保持数十亿年。”

如果研究人员知道要寻找哪种生物标记物,他们可以检查像克林顿这样的角色的细胞膜,并可靠地推断出他是在饥荒还是大餐中生活。

这种分析是对生活在海洋和湖泊等良性条件下的单细胞生物的残留物进行的。但是,直到最近,还没有用于检查嗜酸菌的工具。

莱维特的团队最近通过改变生活在生物反应器中的嗜酸菌可用糖的量来迈出了这一过程的第一步,该生物反应器模拟了温泉边缘的状况。

“这种基于生物反应器的方法是独特的,因为它使我们能够完全隔离将糖限制于这些微生物的作用,”参与其中的科学家之一爱丽丝·周解释说。“这与在封闭系统分批培养中进行的绝大多数微生物学实验不同,在微生物学实验中,溶液化学和种群大小等多个变量会随时间变化并导致结果混淆。”

环丙基(蓝色)对细胞膜的影响

挨饿的微生物在其细胞膜上显示出独特的化学特征。它们包含更多的分子成分,称为“环丙基”。该组可使细胞膜紧密结合在一起(见上图)。这种紧密堆积的膜能够更好地防止富能离子的不必要损失,从而在细胞内保持尽可能多的能量。

研究古代嗜酸菌残骸的研究人员可以使用这种化学特征来推断微生物的环境是营养丰富还是营养贫乏,这又是古代生态难题中的另一难题。正如莱维特所说:“至关重要的是,我们在解释地质记录时要非常小心。因为不可能只有单一影响因素,在了解所有影响因素之前很难整体解释。”


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