在海洋最深处发现的食油微生物或有助于清理人为造成的石油泄漏

Oil glows off a member of the Sri Lankan coast guard as he removes oil from a beach after an oil spill in Uswetakeiyawa, Sri Lanka September 10, 2018. REUTERS/Dinuka Liyanawatte - RC1380BF3E40
Oil spills can have detrimental impacts on entire ecosystems.Image: REUTERS/Dinuka Liyanawatte
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科学家对深空最遥远区域的了解,比对我们地球海洋最深处的了解还要多。

在太平洋中心,关岛以北约125英里处,近11,000米(约7英里)深的海水之下,便是挑战者深渊。

挑战者深渊位于臭名昭著的马里亚纳海沟的最深处。该海沟呈新月形峡谷状,宽43英里,横贯1,500英里的海域,位于两个构造板块的交界处。挑战者深渊是一个独特生态系统的所在地,那里栖息着各种生物和微生物。(这里也是数以千计的人为微塑料污染物的最终归宿。)

据一项新研究发表于《微生物组》(Microbiome)期刊。研究人员从挑战者深渊深处捕获的一组细菌,不仅能在其极端环境中存活,还能以日常原油和天然气中的碳氢化合物分子为食。

这类以石油为食的细菌同样存在于海洋表层,并在2010年深水地平线事件中分解了墨西哥湾中大量的油性废料。科学家认为,这些深海食油微生物也可用于清理海面的石油泄漏。

一名合同工人在路易斯安那州格兰德岛(Grand Isle)的海滩上,从深水地平线漏油事件中清理原油。Image: 路透社/Lee Celano

挑战者深渊“对地球上几乎所有生物都不适宜居住。那里寒冷且完全黑暗。最极端的是强大的水压,它能在瞬间压碎大多数生物”,英国东安格利亚大学的生物学家、本研究合著者乔纳森·托德(Jonathan Todd)对《商业内幕》(Business Insider)表示。

“这些微生物如何在这种环境中生存,至今仍是一个谜,这也是我们未来的重要研究课题之一,”他补充道。

在海面以下7英里处采集样本

在挑战者深渊令人窒息的深处采集样本并非易事。迄今为止,仅有少数考察对在海面以下7英里处栖息的生物进行过调查(对于杰森·斯坦森(Jason Statham)的影迷们很抱歉,目前尚未发现活着的巨齿鲨)。

遥控潜水器“深海探索者”(Deep Discoverer)在马里亚纳海沟的深水勘探中,对一座46英尺高的热液烟囱进行勘测。Image: 美国国家海洋和大气管理局(NOAA)海洋探索与研究办公室/美联社

为获取样本,研究人员将采样瓶和取芯器投入海中,并在马里亚纳海沟的不同深度采集海水和沉积物样本。

“试想一下,要在超过10公里(或6英里)的深度进行捕捞,所需缆绳的尺寸和重量该有多大,”托德说。

在对样本进行检测后,研究团队发现了一组新的食油细菌,并确定马里亚纳海沟中以碳氢化合物为食的细菌比例高于地球上的任何其他地方。(这些细菌几乎存在于地球上的每一种环境中。)

托德及其团队目前尚不确定出现这种情况的原因。“可能是因为与马里亚纳海沟中的其他营养来源相比,碳氢化合物的比例更高,从而支撑了这一数量特别庞大的种群,”托德说。他补充道,这些碳氢化合物可能因海沟独特的地形而在其中积聚。

研究作者认为,碳氢化合物营养物质可能是这些细菌能够在挑战者深渊的极端环境中生存的关键,那里的压力可达每平方英寸约15,000磅,是海平面压力的1,000多倍。

这些以石油为食的微生物或可应对人为造成的石油泄漏

以碳氢化合物为食的生物已被用于帮助分解人为造成的石油泄漏。

2010年,路易斯安那州海岸外的深水地平线漏油事件向墨西哥湾倾泻了约2亿加仑原油。一片相当于罗德岛面积的区域被封闭,禁止捕鱼,而当地经济遭受重创。

多种以碳氢化合物为食的细菌,例如Alcanivorax borkumensis,大量食用泄漏的原油,协助开展灾后清理工作。

Alcanivorax 是托德及其团队在挑战者深渊中发现的细菌类型之一。

托德认为,从马里亚纳海沟采集的细菌同样可能有助于清理石油泄漏。在实验室测试中,这些来自海洋深处的微生物“非常高效地消耗了”表层细菌(如Alcanivorax borkumensis)在2010年墨西哥湾漏油事件后所降解的碳氢化合物类型。

尽管托德表示,还需要进一步开展工作,“以检验这些新型细菌的潜力”,但研究团队认为,来自海底的碳氢化合物食用菌可能会消耗海面上发现的任何石油。

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