高温高盐中都能生存 古菌展现“绝地求生”

经过12230海里的航行，中国科学院南海海洋研究所“实验3”号科考船圆满完成中国和巴基斯坦首次北印度洋联合考察任务，于2月22日返回广州。据《南方日报》报道，在科考船上，中国考察队员、来自南方科技大学海洋科学与工程系张传伦教授团队的高思敏希望能从莫克兰海沟采集的海水和沉积物样品中寻找到古菌群落，进行深入分析和研究。那么什么是古菌？古菌主要分布在哪里？它有何用途呢？

　“实验3”号科考期间，科学家在莫克兰海沟目标海域首次获得第一手生物样品。（图片来源：《科技日报》）

与细菌和真核生物相比，古菌更令人感到陌生。那么，古菌到底是什么呢？中国政府网称，古菌（Archaea）又称古细菌、太古菌或太古生物。1977年起，美国伊利诺伊大学大学微生物学家卡尔·伍斯等合作者认为它们在细胞膜质和基因方面与细菌有着根本的不同，于是正式命名其为“古菌”(Archaea)，它与细菌和真核生物(Eukarya)一起构成了生物的三域系统。因为古菌最初常被发现生活在高盐、高温等极端环境中，比如盐湖，海底热液口，陆地热泉，因此曾经一度被认为是极端微生物，并被认为可能是地球上最早出现的生命，即“古老的生命”。

来自南方科技大学海洋科学与工程系张传伦教授团队的高思敏在接受新华网记者采访时表示，古菌广泛分布在地球的各种环境中，古菌独特的细胞结构，使它们可以在各种极端环境下“绝地求生”。例如，嗜热古菌可以在超过100摄氏度的陆地热泉和深海热液中生存；在南极冰川、青藏高原等严寒环境中发现了嗜冷古菌；在含硫量丰富的火山区、酸性热泉、硫质喷气孔、发热的废煤堆等极酸环境中，也都曾发现嗜酸古菌。但古菌并不仅仅只生活在极端环境中，目前，科学家还在土壤、湖泊、河流等常温环境中检测到古菌，甚至在人体内都发现了古菌。

古菌在生物技术的开发应用方面显示出巨大的潜力。中国科学院微生物研究所研究员、微生物资源前期开发国家重点实验室主任向华在接受《科技日报》采访时表示，产甲烷古菌在厌氧条件下可以产生清洁干净的可再生能源甲烷，即天然气；某些嗜盐古菌还可在胞内大量积累生物可降解塑料，其优越的材料学性能及较低的生产成本使得其在医用材料领域有很大的应用前景。同时，古菌在全球生物地球化学循环过程中也起着重要的作用，如厌氧甲烷氧化古菌对于控制温室气体排放和碳素循环具有巨大的影响。

总而言之，古菌不仅是研究生命基本规律、极限适应能力、生命起源与演化等的重要微生物，还是创新生物技术的重要资源，在推动地球元素循环、维持生态环境健康与可持续发展方面也具有不可低估的作用。（陈方）

本文由中国科学院遗传与发育生物学研究所博士、研究员、博士生导师翟文学进行科学性把关。