極頑強(qiáng)端生環(huán)存的境細(xì)下菌

楊先碧

如果能在火星上找到生命，最有可能的是什么種類？科學(xué)家表示，無(wú)論是在金星、火星還是遙遠(yuǎn)的木星上，都不要指望能找到智慧生物或其他大個(gè)頭生物，最有可能在那些星球上繁衍生息的是以細(xì)菌為代表的微生物，因?yàn)橹挥形⑸锊趴赡茏匀绲貞?yīng)對(duì)各種極端的生存環(huán)境。這些看似微小得肉眼難辨的生物，是宇宙中最頑強(qiáng)的生命形態(tài)。

不怕太空輻射的細(xì)菌

國(guó)際空間站運(yùn)行在距離地面約40 0千米的太空中，那里是典型的太空環(huán)境：冰冷、真空且充滿了強(qiáng)烈的輻射。日本科學(xué)家卻發(fā)現(xiàn)，耐輻射球菌在這樣的極端環(huán)境中也能生存。

日本東京大學(xué)的山岸彥明等人曾經(jīng)在國(guó)際空間站外的面板上，放置了一些耐輻射球菌的菌團(tuán)。在1年、2年和3年后，研究人員發(fā)現(xiàn)所有直徑大于0.5毫米的菌團(tuán)都存活了下來(lái)。進(jìn)一步的研究表明，這些菌團(tuán)外層的細(xì)菌在死亡后會(huì)形成保護(hù)層，可幫助內(nèi)部的細(xì)菌繼續(xù)存活。

山岸彥明等人的研究結(jié)果表明，這些菌團(tuán)居然可以在國(guó)際空間站外的面板上生活15～45年；而直徑超過(guò)1毫米的菌團(tuán)在沒(méi)有附著物的情況下也能生存，它們?cè)谔罩凶杂娠h浮的生存時(shí)間可超過(guò)8年。

一般的生物之所以懼怕輻射，是因?yàn)檩椛鋾?huì)極大地?fù)p傷DNA。以往的科學(xué)研究表明，耐輻射球菌的頑強(qiáng)生命力在于它具有超強(qiáng)的DNA自愈能力。山岸彥明表示，如果以后在地外星球上發(fā)現(xiàn)微生物，它們可能不是土著，而是由人類航天器播撒到其他星球上的。當(dāng)然，這也可以反證，地球生命的祖先可能是源于流星。

不怕熱的細(xì)菌

一般的生物在5 0℃以上就難以存活，而嗜熱菌卻喜歡溫度相對(duì)較高的環(huán)境，最適宜生長(zhǎng)的溫度為65～70℃。在美國(guó)黃石國(guó)家公園的含硫熱泉中，科學(xué)家曾經(jīng)分離到一株嗜熱的兼性自養(yǎng)細(xì)菌——酸熱硫化葉菌，它們可以在高于90℃的溫度下生長(zhǎng)。

不但在地面上，在深海中也有不少熱泉。雖然深海的海水冰冷刺骨，但是海底熱泉溫度很高，甚至因海底高壓，熱泉中的水溫可以超過(guò)100℃。就是在這樣的深海熱泉中，也有一些以硫化物為生的嗜熱菌，它們是熱泉生物群食物鏈中最低端的生物。1979年，科學(xué)家在深海熱泉富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的邊緣發(fā)現(xiàn)一種強(qiáng)悍的細(xì)菌——深海熱網(wǎng)菌。除了承受足以將潛艇壓成薄煎餅的大氣壓外，它們還能經(jīng)受住超過(guò)100℃的高溫考驗(yàn)。

科學(xué)家已經(jīng)分離出一些嗜熱菌用于工業(yè)生產(chǎn)。比如在發(fā)酵工業(yè)中，往往在高溫下生產(chǎn)效率更高，而一般的酵母菌則難以在高溫下生存。嗜熱菌參與工業(yè)生產(chǎn)還有一個(gè)很明顯的好處，那就是產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)被其他細(xì)菌和病毒污染。

不怕酸的細(xì)菌

嗜酸菌是不怕酸的細(xì)菌，分布在酸性礦水、酸性熱泉中，通常生活在pH值為0.5～4的酸性環(huán)境里，個(gè)別種類甚至能生活在pH 值小于1的極端酸性環(huán)境中。那是比食醋還酸的環(huán)境。想想那些細(xì)菌在強(qiáng)酸液體中繁衍生息的情形，我們不得不感嘆生命的頑強(qiáng)。比如，中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的嗜酸熱硫球菌，可生活在pH值為2.5、溫度為70℃的環(huán)境中。

在自然界的酸性環(huán)境中，通常都含有大量的金屬離子。美國(guó)加州一處礦山的冶煉池中 ,鐵離子濃度曾高達(dá)每升111克,其他金屬如銅、鈣和鎂等金屬離子也達(dá)每升幾克至幾十克。這樣高濃度的重金屬離子對(duì)大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)都是有害的, 但嗜酸菌卻可以在這種環(huán)境中很好地生長(zhǎng)，并從中吸取養(yǎng)分。

嗜酸菌喜歡生活在含有金屬離子溶液中，是因?yàn)樗鼈兙哂袑?duì)付金屬的特殊本領(lǐng)：有的可以將吸入體內(nèi)的金屬離子排出體外，有的可以將之儲(chǔ)存在體內(nèi)特定的地方，有的甚至可以將金屬離子直接轉(zhuǎn)化為金屬。因此，人們利用嗜酸菌冶煉金屬，這種方法被稱為生物濕法冶金。加拿大麥克馬斯特大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，代爾夫特食酸菌可將對(duì)它們有毒的金離子轉(zhuǎn)換為無(wú)害的金納米粒子。那些代爾夫特食酸菌感覺(jué)到環(huán)境中有金離子存在時(shí)，就會(huì)釋放出脫纖維蛋白A，這種蛋白質(zhì)可將金離子轉(zhuǎn)化為純金微粒?？茖W(xué)家正在對(duì)這種細(xì)菌進(jìn)行研究，希望能用它從金礦廢水中提煉黃金。