福島的微生物意外地未受輻射傷害

在地球高度放射性的熱點地區(qū)，生命可以變得相當奇怪——從似乎茁壯成長的真菌到一個脊椎動物多樣性的爆炸式增長在沒有人為干預的情況下。

日本福島第一核電站則出現(xiàn)了不同的故事。在那里，在反應堆下方的環(huán)面房間里，一群微生物自那以后悄悄地在黑暗中筑巢地震2011年，設施被海水淹沒。

在世界其他地方，暴露于輻射的生命體往往會發(fā)展微妙的新特征.福島微生物群落為何如此非凡，2024年發(fā)現(xiàn)的科學家，它們似乎沒有特殊的適應能力。

它們的故事是一段由一套特征促成的耐力，這些特征使它們能夠在其他生物可能失敗的環(huán)境中生存。

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2011年3月的福島核事故是日本海岸附近發(fā)生的一場水下地震直接引發(fā)的，海嘯席卷了福島縣大隈町的發(fā)電廠，淹沒了水。觸發(fā)核心熔毀.

該鎮(zhèn)立即被疏散，此后人口稀少，居民數(shù)量有限近年來回歸與科學家和清理隊伍并肩作戰(zhàn)。

但在反應堆建筑內(nèi)，出現(xiàn)了新的問題。大量的放射性水工程師注意到，這些水里積聚著看起來很像微生物墊的生長物。

這絕非無聊的擔憂。核電站退役是一個復雜且歷時數(shù)十年的項目，科學家們發(fā)現(xiàn)1979年三哩島核事故后，微生物可能嚴重阻礙其腐蝕，加速金屬腐蝕，甚至降低水中能見度，使清理工作更加復雜。

考慮到這一擔憂，由日本慶應義塾大學的生物學家童名友郎和金井昭夫領導的科學家團隊采樣了高放射性的水體環(huán)面室——反應堆下方的安全艙，設計用來吸收蒸汽壓力——并將樣本進行基因測序，以確定存在的微生物。

基于先前的研究，以及在以下地點發(fā)現(xiàn)的微生物切爾諾貝利他們預計會發(fā)現(xiàn)大量抗輻射物種，比如放射性十球菌——已知最耐輻射的生物之一——甲基葉桿菌放射性耐受體.

相反，他們發(fā)現(xiàn)了令人驚訝的東西。優(yōu)勢生物屬于以下屬檸檬桿菌以及短刺–化學營養(yǎng)性細菌通常存在于海洋環(huán)境中，能氧化硫和錳等無機化合物。其中較少的細菌屬于跳蚤以及斯芬諾皮克斯屬，氧化鐵。

水本身具有高度放射性，但與其他地方的群落相比，這些物種沒有特殊的抗輻射能力。這表明電離輻射水平不足以防止微生物群落隨時間增長，從而促進耐輻射物種的存活，犧牲其他物種。

還有一個關鍵環(huán)節(jié)。研究人員表示，這些微生物很可能生活在生物膜中——由黏滑的細胞外基質保護的微生物“墊”，這可能為艙內(nèi)的電離輻射提供了一定程度的保護。

這點值得關注。生物膜會加速金屬腐蝕，如果生物膜構建微生物最有可能在放射性水中存活，那么在核電站退役時，這將是一個可預見的復雜因素。

而且這些細菌也不需要任何生物手段來做到這一點。這里的輻射并未強迫生命采取奇怪的新生存策略，也不需要極端環(huán)境能力;相反，它創(chuàng)造了一個非凡的環(huán)境，普通的生命依然能勉強維持存在。

這非常了不起，盡管現(xiàn)在它帶來了我們無法忽視的問題。

該研究發(fā)表于應用與環(huán)境微生物學.

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