

对南极洲最大的封闭湖泊进行的一项新研究发现,该湖泊含有数千种细菌、真菌和其他微生物的遗传物质。
研究人员发现的各种生物为我们了解湖水是什么样子提供了线索。科学家们为什么需要这些线索呢?这个名为东方湖(Lake Vostok)的湖泊被 2.5 英里厚的冰川覆盖。科学家们认为,它已经被与地球大气隔绝了大约 1500 万年。一项长达数十年的钻探冰层的努力直到 2012 年才触及到水。
东方湖的条件可能和在其他行星上发现的水中的条件一样严酷,而且几乎同样神秘。许多生活在那里的生物一定是在数百万年前从空气或可能连接的海水中进入的,然后被隔绝在世界之外而进化。
现在有新的证据表明,东方湖含有盐水和淡水层。它底部也可能有热液喷口,向埋藏的湖泊输送能量和营养。甚至可能有一些复杂的、多细胞的动物在那里,尽管这方面的证据目前还只是初步的。
研究东方湖最大的困难之一是防止湖泊样本被空气中的生物、研究人员的工具以及其他一切物质污染。在上周发表的一篇论文中,这个由俄亥俄州鲍灵格林州立大学的生物学家组成的最新研究团队详细介绍了他们如何努力保持样本的未被污染。现在论文已经发表,它肯定会面临来自其他科学家对可能的污染源的持续审查。
在这项研究中,俄亥俄州的生物学家们检查了从东方湖冰川正下方、湖泊南缘采集的冰。科学家们认为,这种被称为“堆积冰”(accretion ice)的冰代表了从湖面冻结到冰川上的湖水。获得堆积冰不像钻探冰川寻找更深的液态水那样困难,所以自 1990 年代以来,它实际上就已经可以用于研究了。然而,生物学家以前无法获得他们现在拥有的基因分析技术。那时这些技术还没有发明出来。
在将他们在东方湖中发现的遗传物质与地球上已知微生物的数据库进行比较后,生物学家们发现了一种 remarkable 的生物多样性。有以生活在盐水、淡水、超热水中而闻名的生物,甚至还有生活在管虫、鱼类和其他动物的肠道及其他身体部位的生物。有少量遗传物质似乎来自动物,如一种微小的甲壳类动物、一种海洋双壳类动物和一个小海葵。
这些微生物的存在暗示了东方湖的历史的几点,俄亥俄团队在其发表在《PLOS ONE》杂志上的论文中写道。
他们说,东方湖是一个淡水湖,但它可能最初与海洋相连,并且仍然含有盐水层。嗜热生物可能意味着东方湖内部存在一些热液活动,其底部是一个可能热活动强烈的裂谷。火山喷口和其他活动可能会向湖中注入无法从表面获得的能量和营养。
与此同时,寄居在动物身上的微生物并不一定意味着湖里真的有动物。没有证据表明微生物不能来自动物,但目前还没有多少其他证据表明湖里有动物。俄亥俄的研究人员写道,东方湖的环境相当非同寻常,所以科学家需要更多的迹象才能断定有动物生活在那里。寄居在动物身上的微生物也经常独自生活(真是孤独!)在土壤中。同时,如果东方湖确实有热液喷口,它们可以支持复杂的生命。