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复杂生命的高温生存边界,被最新科研成果再度刷新。近期《细胞》杂志刊发美国雪城大学

复杂生命的高温生存边界,被最新科研成果再度刷新。近期《细胞》杂志刊发美国雪城大学联合科研团队的重磅研究,科学家在火山温泉中发现一种全新嗜热原生生物,成功将真核生物的生长耐热上限,从此前公认的60℃提升至63℃,极大拓展了人类对复杂生命环境适应性的认知。
据悉,这一全新物种被命名为“喀斯喀特火变形虫”,样本采集于美国加利福尼亚拉森火山国家公园的地热溪流,科研团队在2023至2025年持续开展野外取样,采样水域温度区间稳定在47℃至64℃。研究人员初期以57℃高温培育样本,该温度已超越已知变形虫的最高生长温度,后续通过梯度升温实验,最终在63℃环境中观测到该物种完成正常有丝分裂,证实其可在超极限高温环境下繁衍存续。
实验还发现了该生物独特的耐热生存机制:当环境温度突破63℃,喀斯喀特火变形虫会主动改变形态、生成保护性外层结构抵御高温损伤;即便暴露在70℃的极端高温环境中,待温度回落至适宜区间后,虫体仍可恢复正常生命活动。
真核生物拥有完整细胞核与复杂细胞器,动植物、真菌及多数单细胞微生物均归属于此类,是构成复杂生命的核心类群。过往数十年学界公认,真核生物的生长存活温度极限约为60℃,且仅有极少数物种能够逼近这一阈值。此次发现不仅打破固有认知,更证明复杂细胞结构生命体,可在高温环境中维持结构稳定、正常增殖,不会因高温瓦解细胞机能。
科研团队特别区分了微生物耐热纪录:目前地球已知最耐热的微生物是深海热液中的坎德勒氏甲烷嗜热菌,可耐受122℃高温,但该物种属于古菌,无真核复杂细胞结构,无法与动植物、真核原生生物的生命体系并列对比。
基因组测序分析揭示了其超强耐热的核心密码:相较于温带近缘变形虫,喀斯喀特火变形虫拥有更多负责蛋白质稳态维持、DNA损伤修复的功能基因。同时,其蛋白质表面富集带正电氨基酸,这一特征广泛存在于耐热细菌与古菌中,能够有效避免高温导致的蛋白质展开、聚集变性,保障生命活动稳定运行。
科研团队表示,本次研究证实了63℃可实现真核生物繁殖、70℃可存活复苏的全新生命极限,但并不等同于地外同类高温环境一定存在生命,且真核生物的耐热边界仍有进一步探索空间。