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研究短命火山岛的难得机会揭示了硫代谢微生物

令狐姣英
导读 2015年,南太平洋的一座海底火山爆发,形成了Hunga Tonga Hunga Ha& 39;apai岛,注定要短暂的七年生命。由科罗拉多大学博尔德分校和环境

2015年,南太平洋的一座海底火山爆发,形成了Hunga Tonga Hunga Ha'apai岛,注定要短暂的七年生命。由科罗拉多大学博尔德分校和环境科学合作研究所(CIRES)领导的一个研究小组抓住了这个难得的机会,研究了新形成的陆地的早期微生物殖民者,令他们惊讶的是,研究人员发现了一个独特的微生物群落,可以代谢硫和大气气体,类似于深海喷口或温泉中发现的生物。

“这些类型的火山喷发在世界各地都有发生,但它们通常不会产生岛屿。我们有一个非常独特的机会,“CIRES博士生,本月发表在mBio上的该研究的主要作者Nick Dragone说。“以前从来没有人在这么早的阶段全面研究过这种岛屿系统上的微生物。

“研究首先殖民岛屿的微生物提供了对生态系统发展的最早阶段的一瞥 - 甚至在植物和动物到达之前,”CIRES研究员,CU Boulder生态学和进化生物学教授Noah Fierer说。

一个由实地研究人员组成的多机构团队从岛上收集土壤样本,然后将其运送到CU Boulder的校园。然后,Dragone和Fierer可以从样本中提取和测序DNA样本。

“我们没有看到我们所期待的,”德拉贡说。“我们以为我们会看到冰川退缩时发现的生物,或者蓝藻,更典型的早期殖民者物种 - 但相反,我们发现一组独特的细菌代谢硫和大气气体。

这并不是这部作品中唯一意想不到的转折:2022 年 1 月 15 日,在它形成七年后,火山再次爆发,在 21 世纪最大的火山爆发中摧毁了整个陆地。火山喷发完全摧毁了该岛,并消除了团队继续监测其站点的选项。

“我们都期待这个岛留下来,”德拉贡说。“事实上,在岛屿爆炸的前一周,我们开始计划回程。

然而,Hunga Tonga Hunga Ha'apai(HTHH)的变幻无常的性质使其爆炸也解释了为什么该团队在岛上发现了如此独特的微生物。洪加汤加是火山形成的,就像夏威夷一样。

“我们认为我们看到这些独特微生物的原因之一是因为与火山喷发相关的特性:大量的硫和硫化氢气体,这可能为我们发现的独特分类群提供燃料,”德贡说。这些微生物与热液喷口、黄石公园等温泉和其他火山系统中发现的微生物最相似。我们最好的猜测是微生物来自这些类型的来源。

对HTHH的考察需要与汤加王国政府成员密切合作,他们愿意与研究人员合作,从通常国际客人不会访问的土地上收集样本。海洋教育协会和美国宇航局的合作者进行了多年的协调工作:汤加观察员必须批准和监督王国内进行的任何样本收集。

“这项工作吸引了来自世界各地的许多人,我们学到了很多东西。我们当然对岛屿消失感到失望,但现在我们对岛屿形成时会发生什么有很多预测,“德拉贡说。“因此,如果有什么东西再次形成,我们很乐意去那里收集更多的数据。我们会有一个如何研究它的游戏计划。