極端“火災(zāi)變形蟲”打破耐熱紀錄

一種單細胞生物在加利福尼亞拉森火山國家公園熾熱的海水中蠕動，剛剛創(chuàng)下耐熱性紀錄。

新命名的卡斯喀拉米巴火山——意為“喀斯喀特山脈的火變形蟲”，作為bioRxiv 的預(yù)印本中有描述——生長并分裂，溫度可達63攝氏度（145華氏度），這是已知真核生物的最高溫度。

而且，它并沒有開始生長直到溫度至少達到42攝氏度。這使得它成為一個專性親熱分子——一種需要比大多數(shù)真核生物更熱環(huán)境的生物能夠承受.

相關(guān)：這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的第一只不需要氧氣就能生存的動物

“我們的發(fā)現(xiàn)，”團隊寫道由紐約雪城大學的生物學家H. Beryl Rappaport和Angela Oliverio領(lǐng)導，“挑戰(zhàn)了當前溫度限制對真核細胞的范式，重塑了我們對真核生物生命可持續(xù)性及方式的理解。”

地球上的生命往往圍繞特定條件聚集，對大多數(shù)生物來說，包括人類，最合適的溫度是，氣溫約在20攝氏度左右.

然而，一些生物已經(jīng)適應(yīng)了各種環(huán)境比平時更嚴厲從熾熱的火山口在巨大的海洋壓力下，酸性地熱池， 到地球上最干燥的沙漠.

這絕大多數(shù)這些極端環(huán)境微生物是原核生物，這一類包括細菌和古菌。它們也是單細胞生物，但與真核生物有著顯著不同。

原核生物更為簡單、原始;它們不會將遺傳物質(zhì)裝入細胞核或細胞器中，比如線粒體但基本上只是一個含有堅韌蛋白和游離DNA的細胞膜，以及對極端環(huán)境的可行方法。

這最耐高溫地球上已知的生物是一種以二氧化碳為食的古老生物，名為坎德萊里甲烷病它生活在海底噴口中，溫度高達122攝氏度，海水壓力使水不沸騰。

真核生物包括所有生物，從變形蟲到人類， 具有核,細胞，精細的內(nèi)膜，以及細胞中更復(fù)雜的基因組。

真核動物比原核生物脆弱得多，其細胞器和細胞器在惡劣條件下容易破裂或分解。這使得真核生物成為喀斯喀特鷸這就更令人印象深刻了。

該生物于2023年至2025年間在拉森火山國家公園采集的熱水中被發(fā)現(xiàn)。拉帕波特、奧利維里亞及其團隊回收了喀斯喀特鷸來自20個抽樣地點中的14個。

研究人員隨后對樣本進行了培養(yǎng)，以了解這種喜熱變形蟲是如何生存的。

很高興宣布我們的新預(yù)印本，“地熱變形蟲為真核生物設(shè)定了新的最高溫度上限。”我們培養(yǎng)了一種來自美國加州拉森火山國家公園的新型變形蟲，分裂速度為63°C（145°F）??——創(chuàng)下了EUK生長的新紀錄！#protistsonsky ??

—H. B. 貝瑞爾·拉帕波特（@hbrappap.bsky.social）2025-11-25T20：41：03.015Z

他們將樣本分離，放在不同的瓶子中培養(yǎng)，并加入小麥漿果以喂養(yǎng)細菌群落，使食菌變形蟲有食物。

他們還調(diào)整了每個瓶子的溫度，以測試喀斯喀特鷸耐力——嘗試了17種不同溫度，從30攝氏度到64攝氏度，每個溫度有四個燒瓶。

這才是真正令人費解的地方。

在低于42攝氏度時，變形蟲完全沒有生長;氣溫根本不夠暖和。

生長的最佳溫度范圍約為55至57攝氏度，有絲分裂細胞分裂成兩個子細胞的環(huán)境在58攝氏度和63攝氏度時被直接觀測到。

在64攝氏度時，喀斯喀特鷸還在動。它打破了之前阿米巴的57攝氏度紀錄。鐵絲摩巴 thermarum，甚至超過了長期假設(shè)的真核生物生長60度上限。

在66攝氏度，喀斯喀特鷸開始形成保護性囊腫，這種策略使變形蟲在艱難環(huán)境中進入休眠。

它還在25攝氏度時形成囊腫。這是一個異常高的下限，因為大多數(shù)真核生物偏好遠低于這個溫度的溫度——而且許多真核生物在室溫下生長得最好。

更多實驗顯示，變形蟲在70攝氏度時停止運動，但如果溫度回落，可以復(fù)活。

只有當氣溫達到80攝氏度時才會這樣做喀斯喀特鷸終于放棄了它那微小的幽靈。

對基因組的分析揭示了這種微小生物如何承受如此極端的環(huán)境。它具備快速信號傳遞和熱響應(yīng)通路的適應(yīng)性，同時還擁有擴展的特別耐熱蛋白和耐熱沖擊能力伴侶.

最后，在新西蘭黃石國家公園和陶波火山帶獲得的環(huán)境DNA樣本中，出現(xiàn)了幾乎相同的DNA序列。

雖然DNA片段并不構(gòu)成生物體，但它暗示喀斯喀特鷸并非孤例。這一發(fā)現(xiàn)意味著生命比我們想象的更能適應(yīng)極端環(huán)境，這可能有助于評估潛在的居住性外星世界.

"卡斯喀拉米巴火山它們的增殖溫度遠超任何真核生物的想象。這一發(fā)現(xiàn)提出了關(guān)于真核細胞能承受的真實最高溫度的新問題?！?a>研究人員寫道.

“這些結(jié)果對我們理解真核細胞的進化約束以及指導尋找宇宙其他生命的非生物參數(shù)有深遠意義?！?/p>

團隊已將他們的研究成果作為預(yù)印本發(fā)布于bioRxiv.

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