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简单生命可以存活和生长的最低温度

来源:未知 | 发表日期:2013-09-09 16:33

  科学家发现简单生命可以存活和生长的最低温度。在零下20摄氏度下,单细胞有机体脱水,进入一个玻璃一样的玻璃化状态,而在这个时期内,它们不能完成生命周期。

  研究人员指出,因为这些有机体在这个温度下不能繁殖,所以零下20摄氏度是地球生命的最低温度限制。科学家把单细胞有机体放在一种水介质内,降低温度。温度下降时,介质开始变成冰。冰晶形成时,有机体内的水排出体外,致使形成更多冰。这令这些细胞先是脱水,然后变成玻璃化。一旦一个细胞玻璃化,科学家就不再认为它还活着,因为它不能繁殖。但温度升高时,这些细胞活了过来。这个玻璃化状态类似于植物种子变干的状态。

  研究负责人、英国国家环境研究委员会(NERC)南极调查局的安德鲁-克拉克教授表示:“有意思的是,一个细胞会在玻璃化状态中活下来。如果把你的内部冷冻,你就会死。但如果你可以进入一个受控的玻璃化状态,你就能活下来。一旦一个细胞进入玻璃化状态,它就能在极低温度下活下来。直到温度上升,它再苏醒。”

  更复杂的有机体能够存活于更低温度中,因为它们可以控制容纳这些细胞的介质。克拉克表示:“细菌、单细胞藻类和单细胞真菌数量庞大,都是独立生存的,因为它们并不依靠其他有机体。而树、动物和昆虫等其他生命也有控制内部细胞周围流体的能力。在我们的例子中,这些流体指的是血液和血清。在一个复杂有机体中,细胞生活在一个受这个有机体控制的环境中。独立生存的有机体没有这个能力。如果这个环境形成冰,它们就要受制于由此产生的所有压力。”

  如果一个独立生存的细胞冷却太快,就不能脱水和进入玻璃化状态。相反,它会冻结,不能存活。这在一定程度上解释了用低温冷冻可保存食物的原因。大多数冰箱冷冻室都处在近零下20摄氏度的温度中。这项研究显示,这个温度恰到好处,因为霉菌和细菌不能繁殖和令食物腐烂。克拉克说:“我们很高兴,我们得到一个拥有更广泛相关性的结果,它为家用电冰箱可有效保护食物的原因提供一个有效机制。”

  这些科学家认为,他们发现的这个温度限制是普遍存在的,地球上的单细胞动物在零下20摄氏度中可以成长。研究期间,他们观察了大量用从光到矿物质等各种各样能源进行新陈代谢的单细胞有机体。每种有机体都在零下20摄氏度下进入玻璃化状态。克拉克表示:“我们把一个单细胞有机体冷却,看到它脱水,然后在零下10到25摄氏度间进入玻璃化状态。我们研究的所有单细胞有机体都出现这个情况,无一例外。”

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