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作者:Jesse Emspak,LiveScience贡献者发布时间:04/04/2013 02:11 PM EDT on LiveScience一种古老的生命形式可以使用火箭燃料中的一种成分来获取能量,这表明具有这种奇怪能力的生物比任何人都想象的更加多样化

发现可能提供对早期地球生命历史的洞察,以及像我们这样使用氧气等反应性化学物质的代谢物的演变称为Archaeoglobus fulgidus,如今微生物生活在极端环境中,如极热的热液喷口它是其中的一员

古生物,生命的三个领域之一(其他领域是细菌,或原核生物,以及具有细胞核或真核生物,包括人类和其他多细胞生命的生物)Archaeans是地球上最古老的生命形式之一,被认为至少在270亿年前出现过 - 而且它们可能比它们年龄大得多它们经常生活在没有氧气或者不适合人类的环境中和其他生物一群荷兰研究人员发现,一种支气管代谢高氯酸盐,一个与四个氧原子相连的氯原子

此外,微生物以不同于已知古菌或细菌的方式这样做 - 一种支气管缺少其中一种酶其他细菌用来分解高氯酸盐[照片:古细菌转大盐湖粉]有毒地球当与钾结合时,高氯酸盐被用作烟花中的一种成分,当与铵结合时,作为火箭燃料的成分但它也会发生自然地,在智利的阿塔卡马等沙漠地区,在地球早期甚至火星上可能更加丰富

最近,好奇号火星车在Rocknest中发现了高氯酸盐的可能证据

火星'Gale Crater中的一片沙子暗示这种化合物可能存在于整个红色星球上因为一颗霰弹是一种早期的地球生物,研究人员怀疑当时高氯酸盐也存在,并且代谢它的能力是其中的一部分

适应各种剧毒化学品,其中许多是氧化剂氧化剂将电子从其他分子中带走这些化学物质对许多微生物的毒性相当大,因为它们破坏了它们的代谢或细胞壁“早期祖先微生物对高氯酸盐的使用因此可能是微生物代谢中高度氧化化合物的首批条目之一,可能甚至在光合作用进化之前,“荷兰瓦赫宁根大学微生物学实验室的博士生,该研究的第一作者Martin Liebensteiner说

本周在期刊Science Oxygen是另一种氧化剂(因此得名),并且在植物生长之前是一种高反应性的氧化剂事实上,氧气是如此反应,它可以杀死某些类型的太古代生命和许多细菌生物必须适应使用这些化学物质,或者一旦植物的祖先没有其他任何东西存活,蓝藻,开始向空气中排放氧气人类的线粒体是这种适应的遗产,其中包括将吸氧细胞纳入其他生命形式,使他们能够容忍新的大气层

这里的发现可能暗示了其他使用氧化的策略在此之前出现的化学物质微生物的高氯酸盐食用方式其他可以呼吸和食用高氯酸盐的细菌使用两步法,将高氯酸盐转化为绿泥石,其中含有两个,而不是四个氧原子,然后将绿泥石分离成氯和氧这是一种类似于已知b的酶,它不会这样做,而且它不会这样做

执行第一步的活动,它没有破坏亚氯酸盐的酶

相反,一个支气管的新陈代谢使用被称为硫化物的硫化合物,在不受任何酶控制但在两组之间自然发生的反应中化学品硫化物(带负电荷的硫原子)与亚氯酸盐反应生成更高度氧化的硫化合物,如硫酸盐和氯,通过从氯中分离氧气并向硫化物中加入氧原子这对于这种微小的生物有额外的好处:它可以通过使用硫化合物产生能量,并且使用该能量产生更多的硫化物 当硫化物​​被“再循环”时,它可以与反应中释放出的更多亚氯酸盐分子反应,从而破坏高氯酸盐“似乎一个支气管依赖于这些非生物和生物反应的相互作用,以便与高氯酸盐一起生长,”Liebensteiner在给LiveScience发来的电子邮件中写道,一个暴食的另一个特点就是它生活在没有氧气的炎热,高压环境中

这种生物是在水下火山口发现的,在接近水的沸点,140到203之间的温度下很高兴

华氏度(60至95摄氏度)这与地球上250亿年前的情况非常相似,当时地球的大气层没有氧气,因为植物尚未进化而且火山活动更加强烈[7地球上最恶劣的环境]研究高氯酸盐代谢细菌的环境工程副教授罗伯特·内伦伯格(Robert Nerenberg)指出,只有pergidus代谢perc当它处于仅存在硫的环境中时,研究团队就是为了从环境中去除任何氧气而这样做,但Nerenberg说,有趣的是,在氯酸盐存在的情况下,细菌会代谢那些而不是高氯酸盐(氯酸盐是高氯酸盐,含有少量氧原子)因此,对于高氯酸盐而言,一种对于高氯酸盐的“偏好”可能不是这样的问题

他说,这就是为什么任何生物 - 细菌或古老的 - 在数十亿年之后能够保留高氯酸盐代谢能力的原因

不需要“通常某些基因会在一段时间内停止工作,如果对他们没有选择性的压力,”他说“必须有一些好处”但是,这有点神秘,Liebensteiner说他没有我想过多猜测这对数十亿年前的进化意味着什么,因为证据还不充分其他科学家,他指出,已经表明,在高氯酸盐自然形成的地方,作为沙漠,高氯酸盐往往会积累,因为高氯酸盐相对稳定(即,在细菌和古细菌中没有酶的作用,它不与任何东西发生反应而不增加大量的热量)但它没有停留在“那是” “人们开始认为,由于细菌活动,[高氯酸盐]没有积聚,”Liebensteiner说,而且一个真菌具有分解高氯酸盐的途径,与已知细菌类似,但缺乏一种酶的事实表明至少,有几种方法可以自发地或通过基因转移进化高氯酸盐代谢 - 这可能发生在单细胞生命形式中需要做更多的工作来看看其他Archaeans是否发生同样的新陈代谢,甚至在细菌中“这绝对意味着[一个暴食者]可能比人们想象的更加多样化,”他说跟随我们@livescience,Facebook和Google+关于LiveSciencecom的原创文章

作者:侯蓬