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神秘的生态系统可能会为外星生命提供线索

发布时间:2018-05-16  点击数:[1]

美国国家航空航天局喷气推进实验室的科学家发现,加勒比海深处的极端绿洲可能会在其他行星体上产生线索,包括木星的月亮欧罗巴。 /

在世界上最深的海底热液喷口之一,微小的虾堆叠在一起,层层叠叠,在喷出热水的岩石烟囱上爬行。虾的口腔内和特别演化的鳃盖内的细菌会产生饲喂甲壳类动物的有机物质。

美国国家航空航天局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室的科学家们正在加勒比海研究这个神秘的生态系统,以获取关于其他行星体的生命状况的线索,例如木星的冰层月亮欧罗巴,该海洋有一个次表层海洋。

JPL高级研究科学家Max Colan说:“对于地球历史的三分之二,生命只存在于微生物生命中。 “在欧罗巴,生命的最佳机会将是微生物。”

由于化学合成,通风口中的特定细菌能够在极端环境中存活,这一过程在没有阳光的情况下起作用,并且涉及从化学反应中获取能量的有机体。在这种情况下,细菌使用硫化氢(一种化学物质丰富的通风口)来制造有机物质。通风口处的温度可以攀升至华氏750度(摄氏400度),但距离一英尺远的海域足够凉爽,可以养虾。虾是盲人,但在他们的头后有热感受器。

“我们研究的总体目标是看热能潜水弹簧的化学能量能够支撑多少生命或生物质,”科尔曼说。

硫化氢对高浓度生物体有毒,但喂养虾的细菌需要一定量的这种化学物质才能存活。大自然已经找到了一个解决方案:虾位于正常含氧的海水和富含硫化物的水之间的边界上,以便它们和细菌能够和谐共存。

“这是一个了不起的共生系统,”科尔曼说。

科尔曼是克里斯德国人在马萨诸塞州伍兹霍尔的伍兹霍尔海洋研究所领导的一个小组的成员之一,他于2009年在古巴西海岸发现了这些通风口。这项研究由美国宇航局的天体生物学科学与技术探索行星计划资助,通过提取海洋中羽流的化学信号来检测通风口。

研究人员于2012年在亚特兰蒂斯号航空公司返回,并在美国国家科学基金会的支持下使用名为杰森的机器人车辆。科学家们从两个热液喷口区域收集了大量标本:7500英尺(2300米)的冯达姆油田和超过16000英尺(4900米)的Piccard,这是世界上最深的。

Colan和合作者,北卡罗莱纳州达勒姆杜克大学的海洋生物学家Cindy Van Dover在2013年同一团队首次在加利福尼亚州帕洛阿尔托的施密特海洋研究所提供的RV Falkor上进行了检验。 Van Dover在勘探船Nautilus上使用机器人车Hercules后不久返回,并进行了更多收集和研究。

研究这种极端绿洲的生命的一个额外发现是,一些名为Rimicaris hybisae的虾似乎是同类食物。研究人员发现,当虾安排在密集的群体中时,细菌似乎成为主要的食物供应者,因为虾可能会吸收细菌产生的碳水化合物。但在虾分布较稀疏的地区,虾更容易变成肉食性,吃蜗牛,其他甲壳类动物,甚至相互。

尽管研究人员并没有直接观察到反唇R pract(Rimicaris hybisae)正在实践自残行为,但科学家们确实在虾的内脏中发现了一些甲壳类动物。 Rimicaris hybisae是该地区迄今为止最丰富的甲壳类动物。

JPL的博士后Emma Versteegh说:“这样的动物是否可以在欧罗巴存在很大程度上取决于通过热液喷口释放的实际能量。”

科尔曼说,该组织通过一个名为“生命绿洲”的项目获得了NASA天体生物学科学与技术探索行星计划(ASTEP)计划的资助,该名称特别适合于此次调查。

“你沿着海底走,没有什么,实际上,”科尔曼说。 “然后突然我们得到这些热液喷口和一个巨大的生态系统。这实际上充满了生活。“

这项研究是与伍兹霍尔海洋研究所和杜克大学合作进行的。施密特海洋研究所在2013年的Falkor巡航中为海上和水下机器人作业提供了技术和财务支持。加州理工学院在帕萨迪纳管理喷气推进实验室为美国航空航天局。

来源:伊丽莎白兰多,喷气推进实验室

图片:Chris German,WHOI / NSF,NASA / ROV Jason©2012 WHOI

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