认识生活在马里亚纳海沟中的神秘磁性微生物

密切研究这些磁性有孔虫可能有助于我们深入了解磁性生命的演化。
Resigella bilocularis is a single-celled foraminifera discovered in the Mariana Trench that contains magnetite, a material used by many species to sense magnetic fields.
Resigella bilocularis 是一种在马里亚纳海沟发现的单细胞有孔虫,它含有磁铁矿,这是许多物种用来感知磁场的材料。Andrew Gooday 和 Hiroshi Kitazato 供图 Hakai Magazine

本文最初刊载于 Hakai Magazine,一个关于沿海生态系统科学与社会的在线出版物。更多此类故事请阅读 hakaimagazine.com

2018 年,杨浩还是一名研究生,他正在寻找从马里亚纳海沟收集的海底沉积物中的宇宙尘埃。他 scouring 深入海洋,希望更多地了解地球生命的起源以及星际物质在其中可能起到的作用。在用磁针 probing 海底沉积物时,这是寻找陨石尘埃的一部分,杨浩惊讶地发现一个带壳的小型生物粘在了工具上。这种生物是一种叫做 Resigella bilocularis 的有孔虫。像其他有孔虫一样,R. bilocularis 是一种单细胞的造壳生物。但与大多数生活在海底的有孔虫不同,这种有孔虫有一个意想不到的绝技:它具有磁性。杨浩着迷于他的发现,决定将博士研究的重点转向学习他所能了解的关于这种奇特生物的一切。

包括一些细菌、单细胞藻类、昆虫、软体动物、鱼类、鸟类甚至哺乳动物在内的许多生物都具有一定的磁性亲和力。许多生物被认为是通过矿物质磁铁矿获得其磁性的,它们利用磁铁矿根据地球磁场进行定向和导航。一些生物 能够自己制造磁铁矿,利用它们环境中的铁。但对于许多生物,如本研究中的有孔虫和其他真核生物,磁铁矿的来源仍然是个谜。

尽管还需要更多研究才能确定,但杨浩和他的团队怀疑R. bilocularis 正在自己制造磁铁矿。如果是这样,鉴于R. bilocularis 是迄今为止在深海中发现的第一个具有磁性的单细胞真核生物,了解其磁性可能有助于研究人员更接近于解开这一性状的演化历史。

科学家们得出这一结论,是在对他们在 2016 年至 2019 年期间考察中从马里亚纳海沟收集的 1,000 份有孔虫样本进行分析之后。他们的工作表明,R. bilocularis 中磁铁矿的化学和物理结构与周围沉积物中的磁铁矿以及细菌产生的磁铁矿不同,这表明该有孔虫正在自己制造。

死亡的Resigella bilocularis 在暴露于磁场时会明显做出反应。至于活着的有孔虫是否能够真正利用这种磁敏感性,研究人员尚不能确定。视频由杨浩拍摄 Hakai Magazine 供图。

尽管在设计用来承受比海平面高 1000 倍压力的实验室中研究有孔虫可能很困难,但杨浩决心这样做。他目前正在致力于在实验室中保持有孔虫的存活并对其进行基因组测序。如果他成功了,其意义甚至可能超越这种微小生物的尺度。

“目前已知的能产生磁铁矿的生物不多,”夏威夷希洛大学的演化生物学家 M. Renee Bellinger 说,她并未参与这项研究。“研究一种可能具有古老起源的深海环境生物,可能有助于我们了解产生磁铁矿的能力最初是如何演化的。”

虽然杨浩最终没有破译地球生命的宇宙起源,但他可能正在更接近了解磁性生命的起源。

 

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