海洋生物学家在海底热液喷口与锰结核区发现意想不到的生物多样性

海洋生物学家在海底热液喷口与锰结核区发现意想不到的生物多样性科学家们通过对海洋物种的详细收集和DNA分析，发现了深海环境，特别是热液喷口和锰结核周围意想不到的生物多样性。这些发现表明，结核内存在孤立和独特的物种以及潜在的生殖栖息地，凸显了这些区域的生态重要性。海洋生态学家萨宾-戈尔纳（SabineGollner）强调，鉴于这些独特物种面临灭绝的高风险，在考虑深海采矿时必须谨慎。图为海底锰结核区。资料来源：ROVKIEL6000GEOMARNIOZ的海洋生态学家萨宾-高尔纳（SabineGollner）说："这项研究再次表明，在允许对这些栖息地中的矿物进行商业性深海开采之前，我们应该非常谨慎。"隔离动物在她的博士研究中，迪亚兹-雷西奥-洛伦佐研究了她在汤加岛附近澳大利亚和太平洋板块交界处的劳盆地热液喷口收集到的桡足类。她利用大型水下机器人，采集了大量这种在这些栖息地中占主导地位的虾类小动物。这些样本是从一个盆地内的不同地点采集的。通过DNA分析，她发现不同的种群生活在彼此隔离的环境中，种群之间几乎没有互动。在更远的盆地，她采集到了看起来相同的标本，但根据其DNA的组成，它们甚至应该被视为不同的物种。CoralDiaz-RecioLorenzo（中）与法国潜水器Nautile一起潜水，从热液喷口采集样本。船只：PorquoisPas?图片来源：ChristopheBrandily在结核上生活她研究的第二部分涉及从克拉里昂-克利珀顿区采集的锰结核样本，这是太平洋四五千米深处的一个大区域。她发现，在这些结核中，通常可以发现10到15个线虫、桡足类动物和其他动物个体，有时甚至超过200个。其中许多动物似乎是结核特有的，因为在这些结核周围采集的沉积物样本中没有发现它们。一些动物甚至可能将结核作为繁殖的栖息地，因为Diaz-RecioLorenzo在结核内发现了虫卵。NIOZ海洋生态学家萨宾-高尔纳（SabineGollner）是迪亚兹-雷西奥-洛伦佐博士研究的共同发起人，她对热液喷口周围和锰结核中发现的生命的独特性和多样性感到非常惊讶。"所研究的地点都是目前正在勘探矿物的区域。但这项研究表明，对于未来可能进行的深海采矿，我们应该格外小心，因为这些独特的物种有很高的灭绝风险"。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418947.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418947.htm

科学家在9000英尺深处的深海喷口发现能够"感知"地球磁场的细菌

科学家在9000英尺深处的深海喷口发现能够"感知"地球磁场的细菌在深海热液喷口中发现了以顺应地球磁场而闻名的磁传细菌，这扩大了它们的已知栖息地，为了解地球历史和寻找地外生命提供了新的视角。这些细菌在极端条件下的存在，为在火星等其他天体的类似环境中发现它们提供了可能性。(艺术家概念图）磁细菌不仅在地球生态系统中发挥作用，而且在寻找地外生命方面也很有意义。它们存在的证据可以在岩石中保留数十亿年。它们的磁倾角还可以记录磁极随着时间的推移是如何移动的。这一新发现给研究人员带来了希望，磁细菌可能会在更多意想不到的地方被发现，在地球上，甚至可能在火星或更远的地方。磁细菌似乎拥有超能力。就像漫威漫画人物万磁王一样，它们能"感知"地球磁场。这些微小的生物体含有磁小体，即包裹在薄膜中的铁晶体，它们排列成与地球磁场一致的形状，像指南针一样指向细菌。金属硫化物烟囱通常形成同心圆状，内侧是富含铜和铁的硫化物矿物，外侧是富含铁或锌的硫化物矿物。取样的烟囱有100厘米高，但也发现过18层楼高的烟囱。图片来源：2012年，YoheySuzuki这使得细菌沿着地球磁场线的方向向北或向南移动，就像磁轨上的火车一样。作为其生命周期的一部分，它们在自然界碳、氮、磷和其他关键元素的生物地球化学循环中发挥着重要作用。人们在陆地和浅水中对它们进行了深入研究，但很少在深水中进行研究，因为在深水中采集它们是一项挑战。2012年9月，包括东京大学研究人员在内的一个研究小组踏上了前往西太平洋马里亚纳海槽南部的科学考察之旅。他们利用名为"HYPER-DOLPHIN"的遥控潜水器，从水下2,787米（几乎是东京晴空塔高度的4.5倍或纽约帝国大厦高度的6倍多）的热液喷口区域采集到了一根"烟囱"。热液喷口的形成是由于海水渗入地下，最终被岩浆加热到400摄氏度，导致海水沸腾。喷发的海水将矿物质和金属沉积到海洋中，层层叠加形成烟囱，为许多独特的生命形式提供了温暖、丰富的栖息地。细菌中的含铁磁小体就像指南针一样，朝着地球的磁极排列，迫使它们根据所处的半球向北或向南移动。图片来源：2017年，山崎利光"我们发现了生活在烟囱上的趋磁细菌，这是我们始料未及的。由于烟囱的形状，它缺乏这些细菌通常喜欢的清晰、垂直的化学梯度，"东京大学研究生院理学研究科的铃木洋平副教授解释说。"我们收集到的细菌主要含有'子弹'形磁小体，我们认为这是一种'原始'形式，因此推断它们在数千年来没有发生太大变化。事实上，我们发现它们的环境与大约35亿年前的地球早期相似，据估计磁小体细菌的祖先就是在那时出现的。"使用磁铁从烟囱边缘收集细菌。研究小组随后检查了基因数据，发现它们与硝化细菌（Nitrospinae）有关，众所周知，硝化细菌在深海环境中的碳固定过程中发挥着重要作用，但人们并不知道硝化细菌中含有任何磁控细菌群。铃木说："深海热液喷口不仅是独特水下生命的诞生地，也是地外生命的潜在类似栖息地，因此备受关注。我们对细菌进行采样的环境与我们认为的火星在大约30亿年前表面仍有流水时的环境类似。"磁传细菌中磁性颗粒的化石残骸（称为磁化石）可以在岩石中保存数十亿年。这些磁化石可以帮助研究人员拼凑出古老的地磁历史，是寻找地外生命的好帮手。1996年，距今约36亿年的火星陨石AllanHills84001似乎含有类似细菌生命的铁晶化石，引起了全球轰动。这一说法后来遭到广泛质疑，但铃木仍对未来的发现抱有希望："磁控细菌为细菌的早期多样化提供了线索，我们希望它们能在地球之外被发现，也许是在火星或冰冷的卫星上。目前，我们将继续在地球上各种类型和年代的岩石中寻找更多的证据，因为以前认为它们并不栖息在这些岩石中。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380747.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380747.htm

在极端环境下生存：科学家发现水下火山烟尘中的生命

在极端环境下生存：科学家发现水下火山烟尘中的生命热液羽流从海底升起数百米，并分散到离其源头数千公里的地方，热液羽流可能看起来是不适宜的环境。然而，最近发表在《自然-微生物学》上的一项研究显示，特定的细菌能够在这些看似不稳定的地方茁壮成长。科研船Polarstern在格陵兰岛冰面上进行考察PS86，距离Gakkel海脊的西部火山区约4000米。资料来源：阿尔弗雷德-魏格纳研究所/StefanieArndt第一作者、德国不来梅马克斯-普朗克海洋微生物研究所的MassimilianoMolari说："我们详细研究了Sulfurimonas属的细菌。到目前为止，这些细菌只知道在低氧环境中生长，但基因序列偶尔也在热液羽流中被检测到。正如它们的名字所表明的，它们已知使用来自硫化物的能量。"人们认为它们是从海底通风口相关的环境中被冲到那里的。但是我们想知道，这些烟羽是否真的可能是一个适合Sulfurimonas组的一些成员的环境"。由AntjeBoetius教授博士领导的Polarstern团队。后排，从左起。GunterWegener,MassimilianoMolari,MirjaMeiners,RafaelStiens,AntjeBoetius,FabianSchramm,NorbertRieper。前排。AndreasTürke,YannMarcon.资料来源：阿尔弗雷德-魏格纳研究所/StefanieArndt艰难的采样条件因此，Molari与来自阿尔弗雷德-魏格纳研究所、不来梅港亥姆霍兹极地和海洋研究中心（AWI）以及不来梅大学MARUM海洋环境科学中心的同事一起，对北极中部和南大西洋的热液羽流进行了一次具有挑战性的采样之旅。"我们在以前从未研究过的超低速扩张脊的极偏远地区对羽流进行采样。收集热液羽流样品是非常复杂的，因为它们不容易被找到。"马克斯-普朗克海洋微生物研究所的组长兼AWI主任AntjeBoetius解释说，他是北极任务的首席科学家，当羽流位于2500米以上的深度和北极海冰之下，或者位于南大洋的风暴区内时，取样就变得更加困难。极光公司在加克尔海脊（北极中部）的热液喷口。水下摄像系统OFOS拍摄的热液喷口（左上角，由红色箭头表示）和烟囱（右边的黄橙色结构）的快照，这使得在考察PS86期间确定热液喷口领域的位置成为可能。资料来源：巡航报告在研究船Polarstern上，科学家们设法收集样本，并在这些水中研究细菌的组成和代谢。装备精良，分布广泛莫拉里和他的同事发现了一个新的Sulfurimonas物种，叫做USulfurimonaspluma（上标"U"代表未培养的），栖息在寒冷、氧气饱和的热液羽流中。令人惊讶的是，这种微生物使用烟羽中的氢气作为能量来源，而不是硫化物。科学家们还调查了这种微生物的基因组，发现其基因组被强烈削弱，缺少其亲属的典型基因，但却很好地配备了其他基因，使其能够在这种动态环境中生长。"我们认为，热液羽流不仅分散了热液喷口的微生物，而且还可能在生态上将开阔的海洋与海底栖息地连接起来。我们的系统发育分析表明，USulfurimonaspluma可能来自一个与热液喷口相关的祖先，它获得了更高的耐氧性，然后扩散到整个大洋。然而，这还有待进一步调查"，Molari说。对其他羽流的基因组数据的研究表明，USulfurimonaspluma在世界各地的这些环境中生长。Molari说："显然，它们在寒冷、氧气饱和和富含氢气的热液羽流中找到了一个生态位，这意味着我们必须重新思考我们对深海中硫磺类动物的生态作用的想法--它们可能比我们以前认为的要重要得多"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350395.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350395.htm

科学家在地球最深的海沟发现新病毒

科学家在地球最深的海沟发现新病毒"马里亚纳海沟是地球上最深的地方，在太平洋海底的最低点下降了近11000米（36000英尺）。即使在这个深不见底、寒气逼人的深渊中，生命依然存在。"青岛中国海洋大学的海洋病毒学家王敏博士说："只要有生命的地方，就一定有调节器在工作。"在这里指的就是病毒。在最近发表于《微生物学频谱》（MicrobiologySpectrum）杂志上的一项研究中，王敏和一组国际研究人员报告说，他们从8900米（29200英尺）深的沉积物中分离出了一种新病毒。这种病毒是一种噬菌体，即在细菌体内感染和复制的病毒，而噬菌体被认为是地球上最丰富的生命形式。"据我们所知，这是全球海洋中已知分离最深的噬菌体，"王说。新发现的噬菌体能感染嗜盐单胞菌门中的细菌，这些细菌通常出现在深海沉积物和热液喷口中，热液喷口是海底喷泉状开口，释放出加热的水流。王说，研究小组对病毒遗传物质的分析表明，深海中存在一个以前未知的病毒家族，并对深海噬菌体的多样性、进化和基因组特征以及噬菌体-宿主相互作用有了新的认识。在之前的工作中，研究人员利用元基因组分析研究了感染海洋螺旋纲（Oceanospirallales）细菌的病毒，其中包括嗜盐单胞菌。在这项新研究中，王的研究小组从青岛中国海洋大学海洋病毒学家张玉忠博士领导的研究小组收集和分离的细菌菌株中寻找病毒。张的研究探索极端环境中的微生物生命，包括极地和马里亚纳海沟。这种新病毒被鉴定为vB_HmeY_H4907，对它的基因组分析表明，这种病毒广泛分布于海洋中，其结构与其宿主相似。这项研究指出了新的问题和研究领域，重点是病毒在恶劣、隐蔽环境中的生存策略--以及它们如何与宿主共同进化。新病毒具有溶解性，这意味着它能侵入宿主体内并进行复制，但通常不会杀死细菌细胞。随着细胞的分裂，病毒的遗传物质也被复制和传递。王说，在今后的研究中，研究小组计划调查驱动深海病毒与其宿主之间相互作用的分子机制。他们还在极端环境中寻找其他新病毒，"这将有助于拓宽我们对病毒球的理解，"王说。"极端环境为发现新型病毒提供了最佳前景"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385919.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385919.htm

磨损的轮胎被发现是造成水道污染的主要原因之一

磨损的轮胎被发现是造成水道污染的主要原因之一很多人会认为，汽车尾气是造成污染的最大原因，这是可以理解的，因为汽车尾气是近期研究的重点。但事实上，轮胎磨损产生的颗粒物污染更大。伦敦帝国学院的一个专家小组在2023年2月发布的简报中指出，城市中轮胎磨损对环境造成的风险可能是其他微塑料的四倍。轮胎磨损产生的微粒物质是水道中微塑料的重要来源，它们在下雨时通过路面径流迁移。在一项新的研究中，澳大利亚格里菲斯大学的研究人员检测了城市雨水径流中轮胎磨损颗粒（TWPs）的数量和类型，并探讨了减少轮胎磨损颗粒的方法。该研究的主要作者ShimaZiajahromi说："由于微塑料在水生生物和生态系统中的持久性和累积性，微塑料对我们水道的污染是一个新出现的环境问题。雨水径流含有沉积物、化学、有机和物理污染物的混合物，是微塑料在降雨时从城市环境中被冲走并进入当地水生栖息地的重要途径。"随着轮胎的分解，它们会释放出一系列大小不一的颗粒，从可见的橡胶块到微颗粒。在全球范围内，每年有660万吨TWPs被释放出来。轮胎废物不会自然降解，会在环境中积聚，并可能与其他污染物和生物有机体发生作用。研究人员在2020年的11次暴雨事件中，从昆士兰州的停车场和道路收集了25个雨水样本。为了最大限度地减少采样过程中的背景污染，采样罐始终保持封闭状态，采集样本时也没有使用塑料材料。此外，还使用了现场对照样本（敞口玻璃瓶）来监测空气中可能存在的微塑料污染。使用立体显微镜对可疑微塑料进行检查和计数。此外，研究人员还根据可疑微塑料的形态--纤维、碎片、珠状物--和颜色对其进行了分类。雨水样本中大部分（85%）疑似微塑料被鉴定为塑料聚合物，换句话说，就是微塑料。样本中的微塑料含量从每升3.8到59个微粒不等，仅TWPs就占微塑料总量的每升2.5到58个微粒。研究人员说，他们的研究结果表明，雨水径流会大大增加水道中的微塑料数量。湿地和蓄水池被认为是减少排放到水道中的微塑料数量的一种方法。研究人员从建造的雨水湿地的入口和出口处采集的沉积物样本中，每公斤（2.2磅）沉积物含有1450到4740个微粒，在入口处的沉积物中观察到更多的微塑料，这表明湿地能够从雨水中清除微塑料。进入用于雨水排放系统的人工湿地的微塑料会在沉积物中沉淀并形成生物膜，导致它们随着时间的推移不断积累，从而将它们从雨水径流中清除掉。除了建造湿地之外，研究人员还评估了一种旨在清除雨水中污染物的雨水处理装置的有效性。"该装置是一个由0.2毫米网眼制成的袋子，可以改装到雨水排水沟中，"该研究的共同作者之一FredLeusch说。"虽然最初设计的目的是为了捕捉总污染物、沉积物、垃圾和油脂，但它能显著减少沉积物中的微塑料，将其从雨水径流中清除。"研究人员说，这两种策略都为减轻微塑料在水道中的积累提供了一种手段。Ziajahromi说："我们的研究结果表明，建造湿地和雨水捕捉装置都是可以用来防止或至少减少微塑料（和）轮胎磨损颗粒从雨水中进入水道的策略。"轮胎磨损颗粒对人类健康的影响日益受到关注。在制造过程中，化学物质被混合在一起，生产出高耐久橡胶，然后浇铸成轮胎。成分包括多芳烃(PAH)、苯并噻唑、异戊二烯以及锌和铅等重金属。研究表明，环境微粒子（包括双酚A）会对心肺、发育、生殖和癌症产生负面影响。与当前的研究一样，上述帝国理工学院的论文强调了优先解决TWPs对人类健康和环境的潜在有害影响的重要性，而不是仅仅关注减少燃料排放。该论文的共同作者玛丽-瑞安（MaryRyan）说："电动汽车是实现交通去碳化的关键一步，但我们也需要从大局出发。有些人担心电动汽车会更重，这可能会增加轮胎磨损。这正是帝国理工学院采用整体联合方法应对可持续发展挑战的原因所在。"该研究发表在《环境科学与技术》（EnvironmentalScience&Technology）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381967.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381967.htm

科学家在看似荒凉的深海生态系统中发现奇特的蠕虫物种

科学家在看似荒凉的深海生态系统中发现奇特的蠕虫物种深海蠕虫新物种的雄性活标本，以帮助发现该物种的阿尔文号领航员、世卫组织工业研究所的布鲁斯-斯特里克罗特的名字命名为Pectinereisstrickrotti。它的羽毛状附肢被称为parapodia，携带着蠕虫的鳃。图片来源：EkinTilic这种生物的发现使研究人员在这些看似荒凉的生态系统中发现的新物种总数增加到48个。这种蠕虫被命名为Pectinereisstrickrotti，身体细长，两侧有一排羽毛状、带鳃尖的附肢，称为副鳃，劳斯说它蜿蜒的游动让他想起了蛇。该物种是以伍兹霍尔海洋研究所的布鲁斯-斯特里克罗特命名的，他是著名的深海潜水器阿尔文号的领航员。这项研究得到了美国国家科学基金会的支持。自2009年以来，劳斯和他的同事们已经在哥斯达黎加甲烷渗漏区发现了大约450个物种，最新的发现使科学界新发现的物种数量达到48个。劳斯说，这些令人印象深刻的统计数字凸显了关于这些生态系统及其生物重要性还有多少东西需要了解。甲烷渗漏点是海底岩石或沉积物以气泡形式逸出强力温室气体甲烷的地方。与深海热液喷口不同，甲烷渗漏点的温度通常不会高于周围海水的温度。但与热液喷口一样，甲烷渗漏生态系统的燃料是化学能而不是阳光。这是因为一些微生物已经进化出消耗甲烷的能力。劳斯说，能够将甲烷转化为食物的微生物构成了食物网的基础，在哥斯达黎加的渗漏区，贻贝、螃蟹和软体多毛类蠕虫（比如这个新物种）占据了食物网的主导地位。2009年，斯特里克罗特和劳斯乘坐"阿尔文"号载人潜水器在水下约1000米（3280英尺）处首次遇到了这个新物种。斯特里克洛特说："我们看到两只蠕虫在离水底大约一英尺远的地方游来游去。我们看不清楚它们，就想爬进去仔细看看，但在潜艇里很难爬进去，还吓到了它们。"终于，在2018年，研究小组得以与阿尔文一起重返哥斯达黎加的甲烷渗漏区。斯特里克罗伊特潜入首次发现蠕虫的同一地点（即12号土丘），在那里遇到了六只或六只以上他们近十年前首次见到的不明物种，这让他大吃一惊。出于某种原因，这些蠕虫没有2009年时那么胆怯了，他们利用阿尔文号上被斯特里克罗伊特称为"滋滋枪"的五腔真空罐装置，小心翼翼地收集了几个标本以及图片和视频--足以正式描述这个被证明是新物种的生命。斯特里克洛特说："这东西移动的方式非常优雅，我觉得它就像活生生的魔毯。我很荣幸格雷格（劳斯）能以我的名字为这一物种命名，这意味着很多。"Pectinereisstrickrotti是一种长10厘米（4英寸）的布袋虫科（Nereididae）成员。布氏虫由大约500种分节虫组成，主要是海洋蠕虫，看起来有点像蜈蚣和蚯蚓的混合体。它们有拉长的身体，身体两侧有一排长满刚毛的副鳃，还有一组隐蔽的钳形颚，可以挤出进食。许多种类的布偶蚯蚓也有两个不同的生命阶段：跗节和外跗节。在这些物种中，蠕虫一生中的大部分时间都在海底度过，通常是在洞穴中，作为性未成熟的atoke，但在它们生命的最后阶段，它们会转变为性成熟的epitoke（性成熟形态），从海底游到水体中寻找配偶并产卵。研究小组收集到了三条雄性Pectinereisstrickrotti表皮和一条雌性表皮的一部分。成功采集后，研究小组利用这些标本进行了解剖分析，并研究了这种蠕虫的DNA，以确定其在布氏蠕虫家族中的进化关系。这些标本现存于斯克里普斯底栖无脊椎动物收藏馆和哥斯达黎加大学动物博物馆。与大多数布氏虫相比，Pectinereisstrickrotti有几个不同寻常之处。首先，它生活在深海中，而它的大多数进化亲属都生活在较浅的水域中。其次，它的副鳃上覆盖着鳃，而大多数布氏虫通过副鳃吸收氧气，没有真正的鳃的帮助。雄性布袋虫的尾部有大刺，劳斯说这可能与繁殖有关，但还需要进一步研究。最后，由于海底1000米（3,280英尺）处一片漆黑，这种新物种是盲目的。劳斯说，这些蠕虫可能拥有敏锐的嗅觉和触觉，帮助它们在漆黑的世界中航行。Pectinereisstrickrotti的颚很强壮，甚至看起来很可怕，但劳斯说，它们的食性还不清楚，该物种可能以细菌为食，也可能以其他蠕虫等大型动物为食。罗兹说，虽然鉴于其漆黑的栖息地，它的颜色在生活中是一个没有意义的问题，但在阿尔文的灯光下，这种蠕虫看起来是玫瑰色的，这可能是由于其血液的颜色。劳斯说："我们已经花了很多年的时间来命名和描述深海的生物多样性。目前，我们发现的新物种比我们有时间命名和描述的物种还要多。这恰恰说明了深海中还有多少未被发现的生物多样性。我们需要继续探索深海，保护深海。"劳斯和斯克里普斯大学的其他研究人员将于今年晚些时候再次出海，希望能在阿拉斯加和智利沿海的甲烷渗漏区发现更多深海发现。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425077.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425077.htm