南极湖泊中的微生物结构可以揭示更多关于生命如何进化的信息

在偏远的南极湖泊深处，微生物群落正在蓬勃发展，几乎没有生命形式可以生存。科学家们正在研究这些群落形成的结构，以更多地了解这些极端环境中的微观生命，这可以为生命的进化提供线索

Untersee湖是南极洲东部内陆最大的淡水湖

湖面一直埋在几米深的冰层下，一年中大部分时间阳光照射有限，湖中没有植物和动物等较大的生物。但在其深处，一个丰富的生态系统正在帮助科学家更多地了解我们早期星球上的生命是如何进化的

巨大的微生物群落在湖底形成了奇特的结构，从形状像狭窄的小尖塔到较大的锥形结构。为什么它们以两种不同的形状形成对科学家来说是一个谜，但最近发表在《环境微生物学》上的一项研究试图回答这个问题

博物馆的微生物研究员、该研究的作者Anne Jungblut博士说：“因为Untersee湖有这两种不同的构造，所以我们可以研究这些微生物结构是如何形成的。”

“如果这些结构中的微生物相似，这表明它们主要是由环境力量塑造的。但如果它们的物种组成不同，这可能意味着这些物种的生长方式对这些结构的形状有更大的影响。”在这项研究中，我们想更仔细地研究组成这些结构的生物体。“

这些结构是由什么组成的

尽管Untersee湖经常被冰覆盖，但只有足够的光线能穿透到湖的深处，使光合生物得以生存

这些微生物结构的顶层非常丰富多彩，因为它充满了光合生物，这些生物会产生色素来帮助捕获到达湖底的微弱光线。在这一层之下，它看起来像是空粘土，但它也充满了不利用光生长的不同生物

研究人员分析了几个小样本，每个样本的重量都不到一克，以了解构成这些不同结构的物种的更多信息。然后，他们提取了DNA，并用它来组装不同物种的基因组，以了解存在什么

样本中含有各种单细胞生物，如古细菌，以及更复杂的原生生物，如微真菌、纤毛虫和变形虫。外层主要由蓝藻组成，蓝藻是一种光合细菌，自然存在于全球大多数淡水生态系统中

这两种微生物结构主要由两种不同类型的蓝藻组成。锥形结构含有更多较厚的蓝藻Microcleus，而尖顶结构含有更多的较薄Elainellacea

“根据我们的研究，我们认为蓝藻在这些结构的形成中起着重要作用，”Anne说。“所以它们一定有某种生长方式导致了这些不同的形状。”

“但我们还不知道为什么湖泊的某些区域有不同的物种生长，以及这些不同的微生物是如何相互作用的。这是我们希望在未来的研究中探索的。”

这些微生物结构如何告诉我们更多关于地球早期生命的信息

每年，Untersee湖的微生物结构都在继续生长，因为微生物和掉落的沉积物的结合会形成可以在数百年甚至数千年内形成大型结构的层

这些柔软的微生物结构以类似于叠层石的方式形成，叠层石最早出现在数十亿年前，是已知最古老的化石之一

尽管叠层石在今天仍然存在，但它们最为人所知的是太古宙的一个主要特征，该特征从40亿年前延伸到25亿年前。在这段时间里，没有我们今天看到的植物、动物或其他复杂的生物

唯一存在的生命是单细胞。太古宙的许多叠层石也是由光合作用蓝藻组成的，它们被认为是我们今天所依赖的富氧大气的主要原因

科学家们正在利用这个机会研究活的微生物层压结构，试图更多地了解生命在地球历史早期是如何进化的

“今天地球上的大多数栖息地都有很多早期地球上不存在的生物，”安妮说。“因此，我们研究南极洲的这些结构，因为这是一个极端的环境，没有多少生物可以生存，因此更好地反映了太古宙时期的情况。”

“Untersee湖是独一无二的，因为它有这些不同形状的微生物结构。研究这些结构可以帮助我们更多地了解生命是如何进化、形成和组织的，以及它在多大程度上受到环境力量的影响。”