http://www.physorg.com/news158259974.html
April 6th, 2009
(PhysOrg.com) -- 科學家已完成在墨西哥灣中垂直（plumbing）海底泥火山內生活之微生物的第一項研究。在那裡，環境也許類似外星環境與早期地球。這項研究，部份由 NSF 所資助，在那裡成群的海底火山吐出泥漿、石油、滷水（brine）與氣體，支持這個獨立於太陽之外的食物鏈。
特化的微生物在嚴苛環境中興旺
這個團隊由 Georgia 大學的 Samantha Joye 所領導，試圖要從一個活躍的、汩汩流出的泥火山中央，以及一個滷水池（先前為泥火山）中取得液體樣本。滷水池為一池高鹽分的水，那裝滿一海床窪地而沒有與疊加其上的海水混合。這些生態系類型 -- 那很少被微生物學家所研究，或被任何人造訪 -- 對於生物格外不友善，因為它們缺乏光線與氧、鹽分超高且沈浸在有毒氣體中。
然而，研究者發現，泥火山與滷水池均支持充滿生氣的微生物社群，那在周遭海洋中生活。這項研究的結果，那出現在 4/6 當期的 Nature Geosciences 上，涉及到各個地方的生命過程，早期地球到火星到我們太陽系中的各個衛星 -- 例如木星的木衛二（Europa） -- 在那裡類似的極端狀態也許支持著微生物的生命。
"在此我們有更多微生物生命的美妙例子，複製著非常、非常不尋常的環境 -- 深層海洋，我們對此無能為力，只能將之形容成極端或嚴苛，" Phillip Taylor 表示，NSF 海洋部門首腦。"然而，生命無疑已適應，甚至在這些生態系中興旺。" 這些發現讓我們考慮地球之外的生命是可能的，而這些獨特環境說不定能產生新的微生物處理用途與產品。
異界景色
為了抵達泥火山與滷水池，Joye 以及她的同伴進入一部深海研究潛水器，抵達墨西哥灣下 600 公尺深的地方。她描述她的研究地點，那彼此相隔約 120 公里，成為感官上的享受："在泥火山附近，我們看見密集而垂直的氣泡從沸騰的泥漿罐中射出，類似能在黃石國家公園內發現的那些。這些氣體煙柱（plumes），絕大部份由甲烷所構成，延展到海床上方數百公尺處。"
異常現象充斥研究區域 -- 從跳舞的鰻魚，那似乎跟隨著移動中潛水器的視窗，到 50 英尺寬的火山口，裡面滿是硫磺礦物以及一種淡紅色的微生物沈積物（ooze）。 "這都是那種我所能想像、存在於遙遠星球或其他天文天體上的景象，" Joye 說。
適應變化
在泥火山的狀態顯示出巨大而短期的變化，爆發很可能從一日數次、每月數次到屈指可數。此外，泥火山與滷水池的總壽命，根據地質標準屬於短暫 -- 在幾萬年，而非幾百萬年的等級上。
當一座泥火山休止後，它的火山口與窪地會續存在海床上，也許接著裝滿了高鹽度、高密度的液體，那隨著石油與氣體從底下的鹽丘（salt domes）上升，水在此經過化學上的改變，一座滷水池從而形成。
其他發現
Joye 團隊也發現由微生物社群所進行之關鍵代謝過程的深度分布與強度，對每一種地質學特徵而言都獨一無二。"我們所研究的微生物多樣性與分布，可以說有許多都關於生命如何適應極端環境，" Joye 說。"我們相信，微生物社群的組成以及它們的新陳代謝與環境中的差異有關，主要在地球化學以及場址間液體噴出的強度與頻率，" Joye 說。
研究場址的選擇
到目前為止，全世界大約只有 5% 的海洋被探索過。（相較之下，月球黑暗的那一面已完全測繪過。）
在世界上所有未曾探索的環境中，為何 Joye 團隊選擇在泥火山與滷水池進行她們的微生物研究呢？因為這些環境描繪出釋出氣體與石油的特徵，那已知提供食物與能量給位於深處、無光環境中（那裡光合作用無法進行）的微生物。此外，一如 Joye 所預期的，由高鹽度滷水池所創造的、格外嚴苛的環境，為適應特別良好的微生物所選，那證明了與眾不同的代謝過程。
更多疑問
"Joye 團隊的研究產生了有趣且重要的問題，" Lita Proctor，NSF 計畫主任。"例如，Joye 團隊的研究證明，這些極端環境可迅速改變。如果這些微生物社群在每個極端環境中都是獨一無二，那麼這些活在泥火山的微生物如何抵達這些遠離原先地點的生態系，或，就此而言，如何找到其他泥火山呢？難道它們固守海底直到新的泥火山爆發？或著，它們會在泥火山之間遷移？"
這些與其他問題也許能由這些奇妙環境的未來研究所回答，並幫助我們了解早期地球上的生命會如何演化。
※ 相關報導：
＊ Metabolic variability in seafloor brines revealed by carbon and sulphur dynamics
http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/abs/ngeo475.html
http://dx.doi.org/10.1038/ngeo475
Samantha B. Joye, Vladimir A. Samarkin, Beth! N. Orcutt,＊ 科學家開始搜索「嗜極生物」
Ian R. MacDonald, Kai-Uwe Hinrichs, Marcus Elvert,
Andreas P. Teske, Karen G. Lloyd, Mark A. Lever,
Joseph P. Montoya & Christof D. Meile
Nature Geoscience Published online: 6 April 2009
doi: 10.1038/ngeo475
＊ 基因組混搭地理學 洞悉生命與環境
＊ 大滅絕、古代病毒也許握有生命起源線索
＊ 甲烷從海底冒出？ 科學家：安啦！
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台大發現3耐高鹽微生物新物種
【聯合報╱記者陳智華／台北報導】 2009.06.07
台大生物多樣性研究中心最近在南部鹽田發現三種極端耐鹽微生物新物種，獲國際承認，且以台灣地名命名，其中七股芽苞桿菌可生存繁殖在超過百分之卅、幾近飽和食鹽水濃度的能力，引起國內外學術及產業界高度重視。
台大生物多樣性研究中心主任徐源泰指出，台大人員最近在台南沿海地區的七股、北門與四草安順鹽田等地探勘研究，發現三種本土新物種，並命名為七股芽苞桿菌、北門單胞鹽菌及四草海洋桿菌。
徐源泰說，包括鹽田等極端環境不容易有生物存在，這次發現的微生物，都有極端耐鹽性。
例如七股芽苞桿菌，可生存繁殖於超過百分之卅、幾近飽和食鹽水濃度的能力，也就是一百西西的水中有卅克鹽的濃度，其他兩種菌也可生存在濃度百分之廿以上能力。
徐源泰表示，未來可從此分離耐鹽與鹽分調節相關基因，再藉由基因工程轉殖入作物，使具有耐鹽能力，發展可種植於高鹽分與貧瘠土地的基因改造作物，以解決艱困地區糧食問題。
藥粧產業方面，因為耐鹽菌細胞維持水分子對抗滲透壓的特性，可發展作為美粧保水、保溼等化妝品與醫藥產品的重要成分。
甚至在環境工業與再生能源，用耐高鹽微生物轉換生質能源，將可降低雜菌汙染，並減少耗能與排汙的脫鹽程序，有助增加競爭力。
◆ 鹽田發現3新物種 獲國際承認
【陳至中／台北報導】2009-06-07 中國時報
台灣有超過三百年的製鹽歷史，但九十一年全面停止曬鹽後，全國只剩下幾座觀光鹽田，台灣大學研究團隊搶在鹽田消失前進行勘查，從中發現三種微生物新物種，獲得國際承認。由於其極端耐鹽的特性，在保水、保濕的美粧產業，以及生質能源、工業廢棄物處理上，具有相當大的研發潛力。
台大生物多樣性中心團隊於台南沿海地區探勘，成功分離出三種新物種，日前獲得國際微生物新物種命名期刊（International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology）接受，分別命名為七股芽胞桿菌、北門單胞鹽菌、及四海海洋桿菌。
台大團隊 台南勘查尋獲
生物多樣性中心主任徐源泰表示，台南地區早在明朝時期就開始曬鹽，沿海鹽田少說有三百年歷史，生物在如此特別的環境中不斷變異，孕育出台灣的獨特物種。這些物種若不即時發現並保存，待鹽田逐漸荒廢、鹽水濃度日漸降低，原本極端耐鹽的微生物就可能因無法適應新環境，步上滅絕的道路。
實驗發現，該三種細菌皆可生存於濃度超過三十％的食鹽水中（飽和食鹽水為三十六％），具備極佳的耐鹽特性，運用在美粧產品上，可有效保水、保濕，確保水分不被吸走，臉皮不再乾巴巴；用在醫學領域上，由於耐鹽菌具備對抗高鹽環境、高滲透壓的能力，可作為對細胞離子交換與通透調節機能的極佳研究材料。
保水耐鹽特性 美粧福音
另外，工業廢棄物往往是高鹽度，必須先脫鹽、洗鹽才能進一步分解，程序耗時、耗能且過程中有雜菌汙染的風險，平添處理成本。若能使用耐鹽菌種，則可免去脫鹽、洗鹽的程序，大幅增加經濟效能。
而這類耐鹽菌種，也在現在最夯的生質能源上湊上一腳。徐源泰表示，目前研究多使用糧食作物如玉米、大豆作為原料，雖能降低汙染，卻可能造成糧食危機。而耐鹽微生物具備分解纖維素的酵素，一般植物也能分解，不必是糧食作物，常見的樹、草也能作為原料，為生質能源的未來找到出路。
生質能源未來 找到出路
從發現到獲得國際承認，台大研究團隊一共花了兩年的時間，一般新物種常會以發現者的名字命名，台大則選擇以發現地命名，徐源泰說：「這就是愛台灣的具體表現！」目前生物多樣性中心也積極在陽明山地熱環境、太魯閣的石灰岩地形中探勘，希望能找到更多的新物種。
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