探寻地球最极端环境的生命：深海耐寒生物

　　两极和深海是耐寒生物的天堂

　　寒冷的两极地区以及黑暗的海洋底部可能是许多喜寒生物的安乐窝。这些喜寒生物主要是一些细菌或是类似古菌的单细胞有机体。而生存于南极岩石上的某些苔藓类生物，及某些海藻也都属于喜寒生物。喜寒生物一般都有一种特殊的细胞膜。这种细胞膜可以产生一种蛋白质防冻剂，保证自身在极端寒冷的环境下不会硬化。英国科学家在研究中发现南极磷虾既可以生活在南极海洋的表面附近海域，也可以生活在深度达3000米的南极深海中，其适应环境的能力远远超过科学家们先前的估计。在这一深度的寒冷海洋里，终年没有阳光、氧气非常稀薄、水压巨大、没有任何海洋植物，生存条件相当恶劣，生物对此做出各种适应，最终的结果是，这里的海洋生物几乎全部是捕食高手，而它们，从形状到习性，其奇特性远远超出了所有科学家的想像。

　　美国国家航空航天局科学家克里斯-麦凯认为，目前很难推断生命存在所需最低温度的极限。随着温度的降低，生物的发育肯定会变缓变慢。一般认为，在零下12 °C时，某些微生物可以继续发育；在零下20 °C时，某些微生物可以存活。一些研究成果曾经称，某些细菌甚至可以抵抗零下196 °C的低温。科学家认为冰虫这种罕见的耐寒体质可以证明在外星球上也可能存在像冰虫一样的耐寒生物。它们在冰中自由行走，在极地低温下活跃生存，稍微升温便化成一团粘稠。极地冰虫是少数活跃在极地低温下的生物之一。它们被生物学家称为，最大的无脊椎动物，冰封大地中最活跃的生物。极地冰虫生活在终年积雪的冰川地带。在美国阿拉斯加、英国哥伦比亚和俄勒冈州靠近极地的冰川区都可以发现它们身影。它们个头非常小，在雪地里就像一丝细细的小黑线。

　　在南极地区刺骨的寒温下，其他动物几乎被冻成冰棒，甚至连细胞都冻得“咯咯”作响。然而这种低温对于极地冰虫来说却是最舒适的生活环境。科学家发现，冰虫的细胞膜和细胞酶在低温下正常新陈代谢，细胞膜保持固有的弹性。对于地球喜寒生物的研究意义重大。因为太阳系所有可能可以容纳生命的环境，如火星和木卫二，都是寒冷冰冻的气候。美国宇航局曾出资20万美元资助冰虫的研究项目。美国宇航局认为冰虫能够在如此恶劣的环境中生活自若，本身就证明木星的冰球或者其他星球上可能也存在类似的外星生物。冰虫在器官移植方面的价值远比它所代表的外星生命更有现实意义。

　　高含盐量死海存在嗜盐细菌

　　死海是地球上含盐量最大的水域，是普通海水含盐量的8倍。大多数生物在这种水域中根本无法生存。然而，死海不死，在死海中仍然有一些微生物的存在。科学家们对其中一种细菌进行了深入研究，发现这种嗜盐细菌的特别之处在于，它们可以产生了一种蛋白质，保护自己免受盐水的侵扰。微生物嗜盐杆菌(Halobacterium)是生活在死海中的细菌之一，现已成为众多科学家的研究对象。科学家们希望，通过破译嗜盐杆菌在恶劣条件下生存的奥秘，在生物技术研究和探知外星生命等领域能够取得突破。近年来，在美国宇航局的资助下，美国马里兰大学的研究人员对复杂的嗜盐杆菌展开了一系列研究，发现其拥有强大的自我修复能力，有一套复杂的DNA修复技术。现在，科学家已经借助最先进的DNA微矩阵技术观察到了嗜盐杆菌自我保护的技巧。

　　高盐含量会对生物细胞，特别是细胞中的DNA造成破坏，大多数海洋生物无法在死海中生存。这是因为DNA分子通常被水分子簇团团包围着，它依靠这些水分子维持双螺旋结构的完整性，免遭损坏，而在高盐含量的死海中，海水中的盐分将水分子挡住，使得生物无法获得所需水分，这样DNA就会断裂，细胞相继失活或死亡。而嗜盐杆菌在不断进化中，适应了高盐环境，因而它能在死海中继续生存。科学家们认为，放射性和高盐浓度能对嗜盐杆菌DNA造成同一类型的损伤，所以一旦微生物适应了高盐浓度的环境，面对强烈的放射环境，已经形成的自我修复机制就会发生作用。这就是嗜盐杆菌在放射性下也能继续生存的原因。

　　“机遇号”火星探测器近期探测结果显示，火星表面存在镁硫酸盐等一些由于液态盐水的作用而形成的矿物质。这一发现表明，火星表面盐份太重，不适宜一般生命的存在。科学家们认为，任何要在火星上生存的微生物都必须具备地球嗜盐细菌的上述特性，否则它们肯定无法忍受火星的高盐环境。(刘妍)