从石头上喝水：生活如何在极端环境中存活

绿色殖民石膏岩中的微生物从中提取水。Johns Hopkins和UCI研究人员RAN实验室实验了解这些氰基菌的存活机制，确认它们改变了它们占据了无水状态的材料。

通过研究智利阿塔卡马沙漠中最大的生物，地球上最干旱的地方，从岩石大学，加州大学，欧文和U.C中提取来自岩石的最干燥的地方。Riverside揭示了如何反对所有可能性，生活中可能存在于极端环境中。

本月在国家科学院的诉讼程序中发表了一份调查结果，展示了生活在没有太多水的地方可以蓬勃发展 - 包括火星，这是一个类似于阿塔卡马的环境 - 以及有一天生活在干旱地区的人们如何能够从可用矿物质采购水合。

“科学家们暂时怀疑了很长一段时间，微生物可能能够从矿物中提取水，但这是它的第一次演示，”约翰霍普金斯大学和论文共同作者生物学副教授Jocelyne Diruggiero说。

“这是生活在生活干燥限制的微生物的惊人生存策略，它提供了指导我们在其他地方寻找生活的限制。”

研究人员前往智利北部的阿塔卡马沙漠，收集石膏样品。将标本带回美国，在实验室实验中使用了半毫米的物质优惠券'，最终确认了通过水提取将岩石转化为无水相的角色微生物。

该研究团队专注于Chroococcidiospsis，一种在世界各地的沙漠中发现的蓝细菌和石膏，含有水的硫酸钙矿物质。存在沉思的Lifeforms在一层薄薄的岩石下，使它们能够防止Atacama的极端温度，打击风和起泡的阳光。

Diruggiero旅行到遥远的沙漠收集石膏样本，她带回她的实验室，切成了小块，在其中可以发现微生物，并送到大卫·斯那尔乌斯，以便于UCI材料科学与工程教授，用于材料分析。

在研究的最引人注目的调查结果之一中，研究人员了解到，微生物改变了他们占据的岩石的本质。通过提取水，它们导致材料的相变 - 从石膏到Anhydrite，脱水矿物质。

根据Diruggiero的说法，该研究的灵感来自于材料科学与工程的UCI博士学者，斑点数据显示在阿塔卡马收集的石膏样品中浓度的AnhyDrite和Cyanobacteria的重叠。

在智利北部的Atacama沙漠中，地球上最干燥的地方之一，微生物生活在一层薄薄的岩石下方，以获得一些防护，从苛刻的风，太阳辐射和热量。岩石中的角落和缝隙也是水，而有限的地方可以收集。

Diruggiero的团队然后让生物体殖民殖民，在两个不同的条件下，叫优惠券的半毫米立方体：在存在水中，以模仿高湿度环境，而另一个完全干燥。在水分存在下，石膏没有转化为无水石相。

“他们不需要来自岩石的水，他们从周围环境中得到了他们的周围环境，”谢根兹说。“但是当它们放在压力条件下时，微生物没有替代，而是从石膏中提取水，诱导材料中的这种相变。”

kisailus说，kisailus的团队使用先进的显微镜和光谱学的组合来检查生物和地质对应物之间的相互作用，发现生物体通过排出含有含有有机酸的生物膜而像微小的矿工这样的材料。

Huang使用了一种改进的电子显微镜，配备有拉曼光谱仪，发现生物体使用酸在特定的晶体方向上穿透岩石 - 仅沿着某些平面，在那里它们可以更容易地进入存在于钙和硫酸盐离子之间存在的水。

“这是否意味着火星有生命？我们不能说，但它让我们了解狡猾的微生物可以是如何的，“Diruggiero说。

调查结果还可以帮助研究人员制定其他实际的防御应用。“陆军对微生物良好适应极端环境的兴趣浓厚的兴趣可以利用这些恶劣的良好环境中的材料综合和发电等新的应用程序，”罗伯特·斯科斯卡，陆军研究办公室，一项元素美国陆军战斗能力发展指挥的军队研究办公室。

“本研究为揭示了这些原生沙漠住宅微生物使用的进化”设计策略“的宝贵线索，以在面对多种环境挑战方面保持活力。”

参考：“石膏岩石的水萃取机制由沙漠殖民微生物”由魏黄，鄂里金，巨峰王，吕兹·克鲁兹，弥迦·德利，Jocelyne Diruggiero和David Kisailus，4月4日，195月4日，国家科学院的诉讼程序.DOI：
10.1073 / PNAS.2001613117

该项目的资金由军队研究办公室和美国航空航天局提供。