布里斯托大学(University of Bristol)的科学家们揭示了北极微生物在极端环境下的生存方式,并且其对对于冰川表面的塑造至关重要。
布里斯托冰川学中心(Bristol Glaciology Centre)的研究人员第一次测序了phormidesmis priestleyi的基因组,它属于蓝细菌(cyanobacteria),蓝细菌是一种进化历史悠久、能利用二氧化碳和水将太阳能转化为糖类并且可以进行光合作用的微生物。
他们的研究本周在开放获取期刊《生物医学中心:基因组学》(BMC Genomics)上发表。
最近的研究表明,微生物能够在寒冷的极端环境下生长繁殖。在植物无法生存的南北极和高海拔地区,蓝细菌是最主要的初级生产者,代表了微生物食物链的基础。
在格陵兰冰原,Phormidesmis priestleyi促使形成了冰尘穴,冰尘穴是冰盖表面布满沉积物的黑暗水坑。冰尘穴是这些微生物在冰川上的重要生态系统,其在冰原上分布广泛。弄清楚这些微生物是如何能够在寒冷极端环境中生存是了解极地生态的关键。
该研究的第一作者南森•克里斯马斯(Nathan Chrismas)是布里斯托冰川学中心的博士,他说:“很多嗜冷微生物所含有的与适应寒冷环境有关的基因组有明显的特征。通过分离和测序phormidesmis priestleyi的基因组,我们可以从基因组层面寻找这些特征。我们发现,它的基因组与温暖环境中相关生物体的基因组很相似。这种新发现的基因组表明phormidesmis priestleyi主要通过利用糖类产生一种特殊的保护层以在寒冷的环境中生存。”
巴拉卡尔多的地理科学学院(School of Geographical Sciences)皇家学会研究员帕特丽夏•桑切斯(Patricia Sánchez)博士表示:“我的实验室能够测序北极地区这一主要蓝细菌的第一个基因组序列,对此我感到很高兴。我们的工作表明,这种微生物通过由复杂排序的糖类制成的保护粘层来使其细胞免受冻害,从而在北极的冬季生存。”
“有趣的是,其他种类的蓝细菌也使用类似的方法在其他极端的环境下生存。这种方法使蓝细菌能够在地球上大多数极端的地区繁衍。”
编译:李晓伟