探索挑战生命极限的极端微生物

Hunting extreme microbes that redefine the limits of life

Source | HN Comments

文章评述了 Karen G. Lloyd 的新书，该书探讨了在极端环境下生存的“intraterrestrial”微生物。这些微生物生活在地球深层、火山等恶劣环境中。研究者通过宏基因组分析等技术，探索这些微生物的生存机制和进化谱系，揭示了生命在极端条件下的适应能力。文章还提到了采样和研究这些微生物所面临的挑战。

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书评
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Hunting extreme microbes that redefine the limits of life 下载 PDF

书评
2025年5月12日

探索挑战生命极限的极端微生物

对不适宜居住的栖息地的一次大胆调查，揭示了提出了挑战性研究问题的非凡生物。作者：

Andreas Teske ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3669-5425 0

Andreas Teske 1. Andreas Teske 是 North Carolina at Chapel Hill大学的微生物生态学家。查看作者的出版物您也可以在 PubMed Google Scholar 中搜索这位作者。

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Aerial view of a volcano crater with grey color rocks and jade green lagoon in the center with a forest around and a ring of clouds. 哥斯达黎加 Poás 火山上的陨石坑湖，尽管酸性很强，但仍蕴藏着微生物生命。Credit: Gianfranco Vivi/Getty 您可以通过您的机构完全访问此文章。下载 PDF

Intraterrestrials: Discovering the Strangest Life on Earth Karen G. Lloyd Princeton University Press (2025)

是否存在所谓的“微生物热力学海滩读物”？这就是 Karen Lloyd，《Intraterrestrials》的作者，在与她的科学界朋友（包括我自己）交谈时，非正式地宣传她的书的方式 —— 这本生动有趣且引人入胜的书只有大约200页，是一本非同寻常的引人入胜的书。 Lloyd 是一位地球微生物学家，她巧妙地引导那些对生物冒险感兴趣的读者了解“intraterrestrial”生命：在最极端的环境条件下生存的微生物，例如地球深层沉积物、深海地壳、火山和永久冻土土壤中。

冰川不仅仅是冰块——拯救它们的计划不能忽视它们隐藏的生命

这些相遇包括以前从未培养过的微生物，或只能靠极其有限的能量供应生存的微生物，或以假死状态存在的微生物，它们的生物功能减慢或暂停数千年。标题中的 intraterrestrials 与可能存在于其他行星和卫星上的 extraterrestrials 相呼应。但没有必要去远处寻找类似外星人的生命：令人惊讶的微生物就在地球上茁壮成长。

Lloyd 以一位经验丰富的地球微生物学家的身份，从前排报道了这项研究的前沿及其大局意义，她为 intraterrestrials 的发展故事做出了重大贡献。

遥远的地方

采样和研究这些微生物既困难又有时很危险。应对这些挑战并保持合理的安全需要团队合作，这里以轻松的玩笑和不祥的预感之间的适当平衡来描绘。 Lloyd 带着读者，当她乘坐深海潜水器在墨西哥湾收集富含气体的沉积物和微生物垫时；在安第斯火山中采集含硫气体喷气孔；通过在挪威北极斯瓦尔巴群岛上钻探北极永久冻土土壤来复活微生物；并在她认为自己很熟悉的 North Carolina 海岸的一部分上体验体温过低。

在一个丰富多彩的事件中，Lloyd 和她的合作者下降到哥斯达黎加 Poás 火山，在其风景如画的蓝绿色陨石坑湖中采集微生物样本，希望火山不会在那里爆发（它在 54 天后爆发了，这在地质时间中是眨眼间的事）。在采样过程中掉入甚至触摸湖“水”——同时危险地站在融化靴子的 100 °C 地面上，并用注射器向前倾斜——是不建议的：它的 pH 值低于 1，其浓缩的硫酸和盐酸混合物具有剧毒。 Lloyd 的冒险节奏很快，为应对酸适应微生物的生理学及其能量产生模式等挑战奠定了基础，这些挑战不仅可以容忍而且通常需要高酸度。

探测极端

intraterrestrials 在很大程度上不为人所知，经过数十亿年的发展，已经多样化成一片名副其实的微生物进化谱系森林，这些谱系正在逐渐被探索和绘制。用于此目的的主要工具是宏基因组分析：对从整个微生物群落中提取的 DNA 进行测序，然后将数万亿个基因片段分类为重建的基因组，最后破译它们的酶和生化途径，以提供每种生物体能力的代谢蓝图。

Deep sea submersible vehicle suspended on the ocean in the background. 潜水器可以在海底采集生命样本。Credit: David Shale/NPL

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Nature 641 , 583-584 (2025) doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-01464-7

利益竞争

A.T. 是 Karen Lloyd 在 North Carolina at Chapel Hill大学攻读博士学位时的导师。

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