海底堅硬的巖石圈內(nèi)是否有微生物存在?它們依靠什么方式維持生命?同濟大學海洋與地球科學學院副教授李江濤與美國伍茲霍爾海洋研究所合作完成的一項最新研究顯示，海洋下洋殼巖石中的確存在微生物，它們在依賴自養(yǎng)方式生存的同時，更大程度上依靠攝取現(xiàn)成有機物的異養(yǎng)方式生存，并由此揭示了海洋下洋殼巖石中存在的深部生命圈及其生存策略。3月12日，《自然》在線發(fā)表了這項研究成果。

受采樣技術和條件的限制，人們對海底洋殼巖石生物圈的研究和認識十分有限。2015年11月30日至2016年1月30日開展的國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃(IODP) 360航次為科學家研究下洋殼深部生物圈提供了良好契機。該航次在西南印度洋洋中脊Atlantis II轉(zhuǎn)換斷層的Atlantis Bank進行了鉆探取芯，獲得了海底以下809米范圍內(nèi)的下洋殼輝長巖。

在近800米的深度剖面上，研究人員自上而下選取了11個巖石樣品用于分析測試。從細胞染色計數(shù)的結(jié)果來看，下洋殼輝長巖中的生物量極低，遠低于正常海洋沉積物及上洋殼表層玄武巖中的生物量。同時，一系列證據(jù)表明巖石中這些微生物的細胞是完整的，且能夠進一步生長發(fā)育。

這項研究還從基因表達水平解析了微生物在下洋殼巖石極端環(huán)境中的生存策略。研究結(jié)果證實了包括氫氣氧化、甲烷氧化、硫/氮循環(huán)等海洋極端環(huán)境常見的化能自養(yǎng)途徑的存在。出乎意料的是，研究中得到較為豐富的涉及異養(yǎng)過程的基因，其表達似乎要遠高于自養(yǎng)過程，表明更多的微生物通過使用可發(fā)酵的有機大分子來適應下洋殼環(huán)境“慢車道”生活。

這項研究結(jié)果證實了下洋殼深部生物圈的存在，拓展了生物圈在地球圈層內(nèi)部分布的下限。(記者黃辛)