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發現偏好「食用」隕石微生物 或助了解地球生命起源

2019/12/9 — 16:23

生物起源是演化生物學其中一個最大難題,最新刊於《科學報告》的研究指出一種微生物偏好攝取隕石養份,發現將有助了解地球生命初期演化。

究竟生物是從何以來,物種多樣性如何達至今日的百花齊放?以礦物為生的純化學自養生物 (chemolithotroph) 或給科學家一點新線索。有科學家曾提出地球遠古植物盛放關鍵之一,是隨隕石而來的罕見元素或較複雜有機合成物。維也納大學天體生物學家 Tetyana Milojevic 的團隊就推測以礦物為生的微生物可能是生物大幅發展的重要因素。

研究隊伍特別挑選了一種名為 Metallosphaera sedula 的嗜熱金屬球菌。此前有研究曾發現它們可從愚人金,即黃鐵礦 (pyrite) 去除硫化鐵 (iron sulphide) 。研究團隊希望了解,究竟 M. sedula 會否對隕石礦物「有興趣」。他們取用在 2000 年發掘到、重 120 公斤,名為 Northwest Africa 1172 (NWA 1172) 的隕石作研究。

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研究人員將 M. sedula 放在已消毒的隕石表面,以顯微鏡觀察著該細菌活動變化,並分析其進食時,釋出的金屬離子水平。為比較 M. sedula 對地球與太空礦物的偏好,研究人員亦在另一種地球礦物黃銅礦 (chalcopyrite) 測試反應。

他們發現 M. sedula 似乎偏好從太空礦物攝取養份:M. sedula 在不同礦物的生長率有明顯差異,隕石上的微生物數量明顯比地球礦石上的微生物生長得更快。研究人員再以其他顯微鏡觀察技術觀察微生物機制,發現無論是在哪一種礦石,都似乎有幫助催化生長,同時可減低金屬毒素的微小氣泡包圍 M. sedula 

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除了解 M. sedula 的生長率及機制外,研究人員亦從礦物上收集樣本,尋找礦物被微生物食用後的生物特徵,而這些發現將助科學家檢定其他礦物樣本,以確認它們有否受微生物侵蝕過。

今次研究讓科學家了解到微生物對外來礦物有一定偏好,雖然未知生命是否是從外而來,但至少肯定外來礦物對於地球演化有一定重要性。未來將需繼續了解微生物機制,從了幫助揭開生物起源之謎。 

來源:
ScienceAlert, Scientists Just Identified an Organism That Thrives on Eating Meteorites, 5 December 2019

報告:
Milojevic, T., Kölbl, D., Ferrière, L., Albu, M., Kish, A., Flemming, R.L., ... & Rupert, A.N. (2019). Exploring the microbial biotransformation of extraterrestrial material on nanometer scale. Scientific Reports, 9. DOI: 10.1038/s41598-019-54482-7

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

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