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撰文|安德烈埃·汤普森(Andrea Thompson)

翻译|张宇哲

一种新发现的单细胞生物能够在温度高达63摄氏度的环境里分裂和繁殖,耐高温程度超过了目前所有已知的复杂生命。相关论文已发布于预印本网站bioRxiv,尚未经过同行评审。微生物生态学家兼天体生物学家卢克·麦凯(Luke McKay,未参与本研究)表示,这一发现“拓宽了我们对地球生命极限的理解,同时促使我们对地外生命形式展开新的思考——生命能够在哪里、以何种形式生存并繁衍。”

迄今为止,关于极端环境微生物的研究,大多集中于缺乏细胞核或有膜细胞器的细菌和古菌上。目前耐高温生物的纪录保持者是一种古菌,名为坎氏甲烷火菌(Methanopyrus kandleri),能够在122摄氏度下生存;最耐热的细菌,铁还原地热菌(Geothermobacterium ferrireducens)则能够耐受100摄氏度的高温。

自20世纪70年代初以来,科学界普遍认为,拥有细胞核的真核生物——从变形虫到动物——结构更复杂,无法像原核生物那样耐受高温。例如,高温会导致生命所必须的蛋白质变性并失活。此前的研究显示,真核生物最高仅能耐受约60摄氏度的高温,科学家通常认为上限不超过62摄氏度。

为了研究真核极端生物,美国雪城大学的微生物学家安杰拉·奥利韦里奥(Angela Oliverio)、贝丽尔·拉帕波尔(Beryl Rappaport)及同事从加利福尼亚北部喀斯喀特山脉的拉森火山国家公园采集了一部分样本并带回实验室培养。仅数周后,研究人员就在温度设定与采样点溪流相近的培养瓶中发现了一种未被记录过的变形虫。随着培养温度逐步提高,新物种依然活跃:在63摄氏度下仍能够复制,64摄氏度时仍保持活性,且会在70摄氏度时生成保护性外壳,并在温度降低后重新恢复活性。研究人员将其命名为Incendiamoeba cascadensis,这一名字意为“来自喀斯喀特山的火热变形虫”。

研究人员还对这种变形虫进行了基因测序并分析了蛋白质组,即基因编码的蛋白质,发现其关键蛋白质的平均变性温度高于近亲变形虫。

供职于生物科技公司“共生生物系统”(Symbiotic Biosystems)的麦凯补充道,“60与63摄氏度的差别听起来似乎很小,但就我们当前对真核生物耐热极限的认识而言,已经意味着相当大的突破。” 这一新发现的意义不仅仅局限于生物学领域,了解这种生物的耐热机制还将有助于开发耐高温的蛋白质和酶。奥利韦里奥解释:“为什么我们会关心来自某个偏远国家公园的变形虫呢?答案是它可能让你用的洗衣液更高效。”

不过相较于此,奥利韦里奥更关心这一发现带来的存在性意义:“它启发了很多关于生命极限的有趣问题,而我们尚无从解答。要知道我们只是对一条溪流进行了采样,并从中发现了这种耐热变形虫。显然,很可能在其他环境中还存在更加耐高温的生物。”

本文选自《环球科学》2026年2月刊前沿栏目。

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