冷泉生物群和热液生物群是一样的吗?

2021-04-07 02:40人已围观

冷泉生物群和热液生物群既有异同。生活在冷泉中的微生物大多是化能自养微生物,依靠化学反应获取能量,合成有机物。冷泉流体和热液流体通常含有大量甲烷,两种生物群中都可以发现甲烷氧化细菌。不同的是热液流体富含各种金属离子或氢气,许多微生物以金属离子或氢气为食。

海床“漏水”。除了冰冷的海水向下泄漏到岩层或海底沉积物中,不同温度和成分的流体也将从海底以下的地层喷射到海水中。当流体成分以烃类(甲烷或其他高分子量烃类气体)、硫化氢或二氧化碳为主,温度与海水相近时,称为冷泉;当流体富含各种金属元素和气体成分,温度明显高于周围海水时,称为热液。有趣的是,在这些流体喷出的地方,往往会形成茂盛的冷泉或热液生物群。然而,由于环境的限制,冷泉生物群和热液生物群既有相似之处,又有显著差异。

以微生物为例,生活在冷泉和冷泉环境中的微生物多为化能自养微生物,依靠化学反应获取能量,合成有机物。因此,形象地说,它们都依靠“吃”流体中的化学物质来生存。由于冷泉流体和热液流体通常含有大量的甲烷,因此在冷泉环境和热液环境中都可以发现甲烷氧化细菌。有趣的是,在冷泉环境下,这些甲烷氧化菌和硫酸盐还原菌必须形成一个“共生体”才能发挥作用,没有对方就无法生存。它们不是球形就是圆柱形。通常,甲烷氧化细菌的细胞群完全或部分被硫酸盐还原细菌包围。甲烷氧化菌与硫酸盐还原菌的平均比例为1:2。

与冷泉流体的化学成分不同,热液流体富含各种金属离子或氢。所以在水热环境中,很多微生物会以金属离子或氢气为食,很多氢氧化菌、铁氧化菌、铁还原菌或锰氧化菌都可以在这里自由生存。

当然,温度也是影响热液泉和冷泉微生物类群差异的主要因素。由于高温的影响,有许多“居民”喜欢在海底热液环境中“热”生活。它们通常被称为嗜热微生物和超嗜热微生物。

与微生物相似,冷泉动物群和热液动物群既有相似之处,又有明显区别。目前已发现冷泉动物210余种,热液动物500余种。其中管状蠕虫、贻贝、贻贝、蛤、虾、螺、腹足类是热液或冷泉环境中常见的土著。多毛类、螃蟹、海葵、藤壶、海绵和棘皮动物通常生活在热液或冷泉环境中。

虽然在热液和冷泉环境中有管状蠕虫和贝类等动物的痕迹,但在生物分类学上属于不同的种属,生理特征差异很大。以管状蠕虫为例,生活在热液环境中的管状蠕虫最早可以长到每年0.8米,被认为是地球上生长最快的动物之一,其管的最长长度可以达到3米。相比之下,生活在冷泉环境中的管状蠕虫生长非常缓慢,要到250岁才会长到2米长!这样的“老年”即使对地球上其他“长寿”动物来说也是罕见的。

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