微生物可以形成大的结构!

微生物是微小的生物,用肉眼是看不见的,因为大多数都是只有一个细胞组成。我们需要用显微镜看到它们。他们住在我们的身体,在我们的周围,包括土壤、水和空气。有时微生物共同构建大结构没有显微镜可观察到的。地衣,例如,像植物,但是它们带来一个有趣的藻类和真菌之间的关系,形成片或无叶的树枝在树上或岩石上。酸奶、醋、奶酪和面包是由发酵过程,这是由一群特定的微生物。有些植物建立小的结构称为根结节,微生物可以活。由于微生物在这些结节,植物从环境中可以获得更多的食物,由于植物、微生物有住的地方,吃很多糖。通常,当你的冰箱里食物变质,你可以观察到的微生物称为层生物膜在它生长。

在自然界中,许多微生物生活在地上。使用土壤、水和矿物微生物可以形成大,固体结构。当高质量食物存在,一些微生物可以复制数百万,谷物的土壤或沙子,创建结构看起来像正常的岩石或泥浆,但这实际上是由许多微生物生活结构。有不同类型的岩石微生物结构。他们有名字像microbialites endoevaporites,核形石和叠层石(图1)[1]。这些结构可以有不同的形状和颜色,深受形成时的环境条件的礼物。微生物垫是一个具体的例子的结构由微生物。

什么是微生物垫和他们做什么?

微生物所需要的能源和水建立微生物垫。可以提供的温泉,泻湖,或沿海海岸线,和许多微生物使用太阳能灯作为他们的主要能量来源。有足够的能量和水,微生物可以在表面繁荣,粘在一起提供食物和沙粒或土壤,和建筑垫厚达几厘米(图1 c)。在某些情况下,一个新的生活垫生长在一个老,死垫,形成厚层(图1 g, H)。顾名思义,垫和地毯或地毯,它们覆盖表面的各种大小。当近距离的看到,垫也有有趣的垂直分层(图2)。微生物可以分布在绿色、橙色、红色、紫色层,每一层代表一个不同的社会需要不同数量的阳光和氧气的微生物(图1我)。所有的微生物垫一起工作来维持自己和与周围的环境进行交互。

研究表明,微生物垫的功能很重要生态系统。例如,当垫在地上,导致土壤和沉积物的健康,生产营养丰富。垫参与一些化学元素的回收,包括碳、氮和硫。他们还可以清洁的水和他们都从大气中吸收和释放气体,如氧气、氢气、二氧化碳和甲烷。垫也是动物的食物来源。蜗牛,一些苍蝇虫子、螃蟹和鸟类饲料微生物垫的小块,和更大的生物可以吃那些较小的(2]。因为他们不断地吃,垫通常不长,除了在极端环境中¹。

世界各地的微生物垫

如今,微生物垫可以发现在热带沿海泻湖,河口和海湾,但他们可能很难发现,因为他们只会增加大当他们有足够的食物,当他们从放牧生物保护。然而,垫被发现广泛的化石记录,这表明,数十亿年前,这些结构丰富的早期的地球。想想吧!02.45亿年前恐龙起源(面试官),鱼类0.530面试官和水生植物1.2面试官,但地球上的微生物垫在场甚至3.5面试官,很久之前任何其他形式的生命存在。在早期地球,这些微生物结构扩散在岩石或沙质表面。想象一下!今天,微生物垫通常会被其他生物吃掉,但数十亿年前,更高的生命还没有进化,所以垫功能持续增加!微生物垫是一个最古老的形式的组织生活和今天的垫子的研究帮助科学家理解他们的贡献在现代和早期地球生态系统。

地质资料和实验室研究已经揭示了微生物垫地球历史上的重要性。相信,在过去,垫的丰度和高活动创造了我们今天呼吸气氛。此外,正如古代垫释放二氧化碳和甲烷,也导致地球气候的规定,帮助创造温暖的氛围,让地球可居住行星(3]。

垫作为外星生命的模型

微生物垫曾被观察到在极端的生态系统,如在沙漠土壤非常咸的海岸和周边地区。同时,他们可以形成在极地冻土,土壤永不融化。垫被发现在高温下,接近火山和温泉。他们还发现了在深海,在苛刻条件下的光和压力。

自垫可以生长在极端变化的阳光,水,温度,盐度,科学家认为可能存在微生物垫在地球之外,在其他岩石行星或卫星生长。大多数太阳系中行星和卫星不适合生活的地方,由于大量的紫外线或宇宙辐射接收、和他们缺乏维持生命的气氛。但有证据表明,一些太阳系中的行星和卫星可能有水,有时受冰层保护。如果生活在那些遥远的地方,它可能是微生物生活,不是大型动物或植物。因此,通过研究微生物垫的特点,科学家可以发现微生物垫的生物印记。生命指标就像一个身份证表明生命的存在。例如,微生物产生的气体或它们建在岩石和沙子的结构可能是他们的生物特征。航天器上使用相机和仪器,大型结构所产生的微生物也会更容易比微生物检测自己。如果我们观察微生物的生物印记垫使用航天器的相机在另一个星球上,它将表明,微生物可以生活在地球上。

目前,科学家正在寻找生活或化石垫在我们的太阳系。火星和土星的两个卫星土卫六和土卫二,有前途的地质特征的形成微生物垫。火星岩石,表面干燥但最近,美国宇航局的火星勘测轨道飞行器提供地球上液态水的强有力的证据4]。卡西尼-惠更斯号和旅行者号飞船任务研究土星和它的卫星发现的水和极地冰在土卫六和土卫二,可能类似于极地冰帽中的冰和水在地球上(5]。没有任何证据的生活蓬勃发展超出了我们的星球,但极端的地球上的生态系统的研究有助于我们预测微生物所需的条件在宇宙的其他地方,并设计策略和设备将帮助我们找到它。例如,我们必须知道哪些仪器发送太空任务来检测气体由微生物产生,我们必须知道如何识别微生物垫在照片。

研究微生物垫吗?

地球上微生物垫无处不在,温和和极端环境中,访问和更难以达到的地区。一些最著名的微生物垫被发现在黄石国家公园,加州(美国),在哪里种植附近的温泉和间歇泉。然而,你会发现垫一些浅海岸,海水潮汐的起落。例如,垫可以生长在红树林,盐沼泽、湿地、河流和湖泊的边缘。有时,在其他地方水不经常打扫,一些生物膜或小垫子可以生长的例子,在水盆,喷泉,或鱼缸(图3 a -)。

目前微生物垫研究是通过实地考察旅行和探险,调查垫和微生物生存的能力在不同的生态系统,在各种环境条件下。这些信息帮助科学家了解垫在生态系统中的作用,和阳光的限制,水、温度、和其他条件这些微生物的功能。除了研究垫在自然位置,块垫子是运送到实验室,可进行长期实验和各种实验室工具可以用来了解微生物的生活。例如,我们可以成长垫在实验室用仪器来测量多少氧气生产和消费多少二氧化碳(图3我)。

结论

总之,微生物垫是一个复杂的系统,提供了一个绝佳的机会来研究微生物的多样性、生态学、进化。垫在地球上被发现在许多类型的生态系统,他们有各种各样的形状和大小。垫本身一样,科学家感兴趣研究微生物垫可以找到世界各地。你知道,或者去过什么地方垫将增长?

术语表

生物膜:↑一层微生物,坚持,坚持(或漂浮在)表面。

微生物垫:↑大型结构构建由微生物生长的沉积物。通常是由芳的土壤,矿物质,营养和微生物。

生态系统:↑社区的生物生活在一个特定的区域,和非生物成分的环境(天气,风景)。

化石记录:↑地球上生命的历史,记录了化石,依然存在,或生物体生活在许多年前的痕迹。

生物印记:↑任何功能,分子、物质或特征,强烈建议生活的证据。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

确认

这项工作是支持Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia (CONACYT)授予cf - 2019 - 848287。抽样在尤卡坦半岛是支持项目Apoyo四面八方de Investigacion e Innovacion Tecnologica IN216219 (PAPIIT-UNAM)。圣地亚哥谢谢CONACYT博士奖学金格兰特(570049-2017-2020)。SIRJ承认CONACYT拨款377887。非常感谢迈克久保和Sanjoy Som的支持在年轻的科学家从蓝色大理石空间科学研究所的项目。非常感谢Drs。克劳迪娅Teutli和Jorge Herrera让可能的采样在尤卡坦半岛。由于维罗妮卡和巴特的款待在圣克拉拉。我们感谢安娜贝尔Suarez-Guevara精化的人物。深刻的评论的编辑雷米Beugnon和苏珊Debad感激地承认。

---

引用

[1]↑Yanez-Montalvo。,·阿古里亚·萨尔加多B。Gomez-Acata E。,——Y。,Valdespino-Castillo P。,Centeno C。,等。2019。Microbialites:地球上的什么?前面。年轻人的心灵。7:112。doi:10.3389 / frym.2019.00112

[2]↑Seckbach J。,奥伦a . 2010。微生物垫:现代和古代分层系统的微生物。阿姆斯特丹:施普林格。doi: 10.1007 / 978-90-481-3799-2

[3]↑Hoehler t M。,Bebout b M。,Des Marais说d . j . 2001。微生物垫生产的作用减少了气体在早期的地球。大自然。412:324-7。doi: 10.1038 / 35085554

[4]↑Nazari-Sharabian M。,Aghababaei M。,Karakouzian M。,Karami m . 2020。水在火星上文献综述。星系。八40。doi: 10.3390 / galaxies8020040

[5]↑米特里克。,Postberg F。,Soderblom j . M。,威廉姆斯P。,Tortora P。亚伯,B。,等。2018。探险家恩克拉多斯和泰坦(E2 T):调查海洋世界的进化和可居住的太阳系。星球。空间科学。155:73 - 90。doi: 10.1016 / j.pss.2017.11.001

---

脚注

[1]↑如果你想深入探索微生物垫,看这个视频:https://youtu.be/VpCkgvb41Ag