摄氏250度高温中的生命
以前人们认为,微生物以及任何一种活的生物体能够存活的最高温度界限是90℃。去年,在邻近加利福尼亚湾的太平洋海底,两名美国科学家发现了一些喷射出摄氏几百度的高温水的涌泉。它们处在2,600米深的海底,那里的压力高达265个大气压。最为令人惊奇的是,两位科学家在高温水样中竟发现了一些活的微生物——一种以前无人知晓的细菌!要知道,金属锡在摄氏232度时就会熔化,而这种细菌在摄氏232度时居然还能自由自在地生活!
为了能够在地面上仔细研究这些令人惊奇的微生物,科学家们用金属钛特别设计和制造了一种类似高压锅的容器,以保证水样中的细菌能够继续生活在它们已经习惯了的温度和压力之中。已经查明,这些抗高温微生物在水温低于80℃时即停止繁殖。初步的化学分析表明,这些微生物基本上还是由人们已知的物质组成的,它们的遗传密码也保存在脱氧核糖核酸里,原生质是由蛋白质组成的,外壳和内膜也都是由碳和脂类物质组成的。暂时还搞不清楚,这些生物机件的抗高温本领是通过什么方式得到的,但是科学家们发现这些微生物的核糖核酸的结构有了若干的改变:在它们的分子中,鸟嘌呤—胞嘧啶的含量提高了。随着温度的升高,核糖核酸的链不断受到水分子的强烈冲击,会产生分崩离析的趋向,而鸟嘌呤和胞嘧啶的对子要比尿嚓啶和腺嘌呤的对子结合得更为牢固,因此前者越多,它们各自形成的螺线在一起缠绕得也就越牢固,因而也就越能经受水分子的冲击,保持核糖核酸链的稳定。除此之外,人们还发现,一些细菌用一种特殊的蛋白质包裹住自己的核糖核酸。但是,所以这一切措施都不能使生命最重要的信息仓库——核糖核酸的生存和发挥作用的耐温极限提高到摄氏100~120℃以上。所以,这些有机体一定还有一引起用来保护自己的更为高妙的方法。
在新发现的微生物的蛋白分子中还发现了大量的以前在别的生物体中所没有发现过的氨基酸。另外又发现,这引起微生物中脂类物质的分子呈现出多分枝链的样子。科学家们认为:这些链条相互缠绕在一起,使得用这种脂类物质组成的细胞分子具有了特别的坚固性,能够承受住高温水分子的强烈冲击。人们推测,这些抗高温细菌一定还有一引起暂时还未被人类发现的生物化学方面的“绝招”,使得它们能够在如此严酷的条件下安身立命。 这些高温中生活的细菌靠吃热泉中所含的丰富的化学物质生活。在它们的新陈代谢活动中起主要作用的是硫。 这一轰动世界的发现,从一个新的角度说明了诸如生命起源,外星球上能否找到生命等生命学上的问题。过去,生物学家们一直从研究地球上的生命现象所得到的观念出发,认为我们这个星球上的生命不会早在地球本身形成和冷却之前出现,因此也同样认为,在那些温度很高的星球上去寻找生命是毫无希望的。现在,新的发现冲破了旧观念的束缚,打开了人们的眼界,既然地球上存在着能够在熔化金属的温度中生活的生命体,那么以前的那些生物生存的最高温度界限也就不再是不可改变的了。