极端环境下顽强生存的细菌

杨先碧

研究耐辐射球菌的日本科学家山岸彦明

如果能在火星上找到生命，最有可能是哪种类型？曾有科学家表示，无论是在金星、火星还是在遥远的木星上，不要指望能够找到智慧生物或其他大个头生物。在那些星球上，最有可能繁衍生息的是以细菌为代表的微生物，因为只有微生物才可能自如地应对各种极端的生存环境。这些看似微小得肉眼难辨的生物，是宇宙中最顽强的生命形态。

不怕太空辐射的细菌

耐辐射球菌

国际空间站运行在距离地面约400千米的太空中，那里是典型的太空环境：冰冷、真空且充满了强烈的辐射。有日本科学家发现，耐辐射球菌在这种极端环境中也能生存。

日本东京大学的山岸彦明等人曾经在国际空间站外的面板上，放置了一些耐辐射球菌的菌团。3年后，研究人员发现所有直径大于0.5毫米的菌团都存活下来。进一步的研究表明，这些菌团外层的细菌在死亡后会形成保护层，可帮助内部的细菌继续存活。这些菌团可以在国际空间站外的面板上生活15～45年。在没有附着物的情况下，直径超过1毫米的菌团在太空中自由漂浮的生存时间也可超过8年。

一般生物之所以惧怕辐射，是因为辐射会极大地损伤DNA。以往的科学研究表明，耐辐射球菌的顽强生命力在于它具有超强的DNA自愈能力。山岸彦明表示，如若以后在地外星球上发现微生物，它们可能不是土著，而是人类航天器播撒到其他星球上的生物。当然，这也可以反证，地球生命的祖先也有可能源于流星。

不怕热的细菌

深海热网菌

一般的生物在50℃以上的环境中就难以存活，而嗜热菌却喜欢温度相对较高的环境，最适生长温度为65℃～70℃。在美国黄石国家公园的含硫热泉中，科学家曾经分离到一株嗜热的兼性自养细菌——酸热硫化叶菌，它们可以在高于90℃的温度下生长。

热泉不仅是在地面上，在深海中也有不少。虽然深海的海水冰冷刺骨，但是因海底高压，海底热泉的水温可超过100℃。在这样的深海热泉中，也有一些以硫化物为生的嗜热菌，它们是热泉生物群的食物链中最低端的生物。1979年，科学家在深海热泉的富含营养物质的边缘发现了一种强悍的细菌——深海热网菌。它除了承受着足以将潜艇压成薄煎饼的大气压外，还经受住了超过100℃的高温考验。

目前，科学家已经分离出一些嗜热菌用于工业生产。比如，在发酵工业中，往往在高温下生产效率更高，而一般的酵母菌则难以在高温下生存。另外，嗜热菌参与工业生产，可以保证产品在生产过程中不会被其他细菌和病毒污染。

不怕酸的细菌

酸熱硫化叶菌

代尔夫特食酸菌

嗜酸菌是一种不怕酸的细菌，分布在酸性矿水和酸性热泉中，通常生活在pH值为0.5～4的酸性环境里，个别种类甚至能生活在pH值小于1的极端酸性环境中。比如，嗜酸热硫球菌可生活在pH值为2.5、温度为70℃的环境中，这让我们不得不赞叹生命的顽强。

在自然界的酸性环境中，通常都含有大量的金属离子。在美国加州矿山的冶炼池中，每升冶炼池水的铁离子浓度曾高达111克，其他金属如铜、砷、钙和镁等金属离子也达几克至几十克。对大多数生物来说，高浓度的重金属离子都是有害的，但嗜酸菌却可以很好地生长，并从中吸取养分。

嗜酸菌之所以能生活在含有金属离子的溶液中，是因为它们具有对付金属的特殊本领：有的可以将吸入体内的金属离子排出体外，有的可以将之储存在体内特定的地方，还有的甚至可以将金属离子直接转化为金属。加拿大麦克马斯特大学的科学家曾发现，代尔夫特食酸菌可把对它们有毒的金离子转换为无害的金纳米粒子。那些代尔夫特食酸菌感觉到环境中有金离子存在时，就会释放出脱纤维蛋白A，这种蛋白质可将金离子转化为纯金微粒。科学家正在对这种细菌进行研究，希望能利用它从金矿废水中提炼黄金。

在不少科幻影片中，来自外星的细菌、病毒等微生物都被妖魔化了，其典型代表是《生化危机》系列科幻片。其实，从现有的研究成果来看，那些外星微生物对极端环境有较大的依赖性，它们很难在人类的生存领地里肆意扩散。当然，未知的才是最可怕的。我们只有对那些特别的细菌了解得越多，我们才能越有效地消除对它们的恐惧，甚至将其转化为造福人类的益友。

科幻作品中的外星微生物