美国加州理工学院和西方学院的科学家们在海底发现了一种以甲烷为燃料的蠕虫和细菌共生关系，这为深海环境的生态学带来了新的曙光。
他们发现，甲双球菌科的细菌已经搭上了羽状羽毛的顺风车，这些羽状羽毛是薄层和双皮拉蠕虫的呼吸器官。甲藻科是产甲烷菌，这意味着它们从甲烷(一种由碳和氢组成的分子)中获取碳和能量。
这种蠕虫只有几英寸长，它们大量出现在深海甲烷渗出物附近，也就是海底富含碳氢化合物的液体渗出到海洋中的喷口，尽管目前还不清楚为什么这些蠕虫偏爱喷口。事实证明，蠕虫会慢慢消化搭便车而来的细菌，从而吸收细菌从甲烷中获取的碳和能量。
也就是说，在一些帮助和一些额外的步骤下，这些蠕虫已经变成了甲烷生物。
在哥斯达黎加海岸的海底发现的食甲烷的serpulid蠕虫。图片来源:Alvin/WHOI"这些蠕虫一直与渗漏联系在一起，但每个人都认为它们是滤食性细菌。相反,我们发现他们正与微生物利用化学能量饲料在某种程度上我们没有# x27; t认为,"维多利亚孤儿说,詹姆斯欧文的环境科学和生物学教授和共同通讯作者论文的蠕虫是4月3日出版的科学进步。
孤儿和她的同事们是在研究南加州和哥斯达黎加海岸的甲烷喷口时发现这一现象的。
"我们的一位同事是研究这种蠕虫的专家，他注意到这种蠕虫的形态不同寻常。呼吸羽状物比任何人以前见过的都要多，这是第一个线索。这就足以使我们说，这是有趣的。加州理工学院地球生物学的访客、《科学进展》杂志上那篇论文的主要作者莎娜·戈夫雷迪说，我们应该进行调查。戈弗雷迪是洛杉矶西方学院的生物学副教授。
为了探索蠕虫和细菌之间关系的本质，科学家们必须首先使用机器人潜水艇从深海甲烷喷口提取样本，在这种情况下，甲烷喷口位于海洋表面以下1800米。
型载人潜水器“阿尔文”的表面恢复，小船上的恢复小组在视野中。图片来源:莎娜·戈夫里迪/西方学院图片Lightbox 
载人潜水器“阿尔文”号表面恢复，小船上的恢复小组清晰可见。从顶部的R/V亚特兰蒂斯信贷:Shana Goffredi/西方学院下载完整的图像一旦这些蠕虫被带到上层，科学家们分析了它们的组织，记录了它们所消耗的碳同位素。碳以两种稳定的同位素形式存在——可以说是不同的"flavors"的碳。大约99%的碳是碳-12，每个原子核里有6个中子和6个质子，大约1%是碳-13(6个质子和7个中子)。碳-14是一种放射性同位素，以微量存在。
所有的有机体都需要某种形式的碳来生存，它们通过代谢过程来吸收碳。研究生物组织中碳13和碳12的比例，可以为了解碳的来源和形成条件提供线索。以深海蠕虫为例，它们的组织中碳13和碳12的比例非常低，这意味着蠕虫体内的碳很可能来自甲烷。孤儿和她的合作者推断，因为蠕虫不能直接处理甲烷，它们必须从产甲烷的细菌中获取碳。
事实上，我们在整个蠕虫中发现了碳的这种特殊同位素;"孤儿说，不仅仅是在呼吸系统中，身体也在消耗这些细菌产生的甲烷碳。研究小组通过使用分子技术和显微镜以及实验来验证这些蠕虫吸收改良的、可追踪的甲烷的能力，从而进一步证实了这一假设。
的科学家维多利亚·欧凡和莎娜·戈弗雷迪准备和飞行员丹尼尔·福斯曼一起潜入阿尔文潜水器。Victoria Orphan和Shana Goffredi准备和飞行员Danik Forsman一起潜入阿尔文潜水器。资料来源:Victoria Orphan/Caltech下载完整图片他们的研究成果改变了我们对渗漏生态系统的理解，并对深海管理产生了影响，因为由于人类对能源和矿物的开采，甲烷渗漏和热液喷口肯定会承受越来越大的压力。
论文题目为"Methanotrophic细菌性共生菌为深海羽毛掸虫(Sabellida, Annelida)的密集种群提供燃料，并扩展了甲烷渗漏的空间影响。"加州理工学院的合著者包括研究生Sean Mullin和博士后研究员Fabai Wu。其他合著者包括圣地亚哥斯克里普斯海洋研究所的Ekin Tilic、Lisa Levin和Greg Rouse;新泽西州罗格斯大学的凯瑟琳·道森;费城坦普尔大学的Abigail Keller和Erik Cordes;华盛顿州立大学的雷蒙德·李。这项研究得到了国家科学基金会和戈登和贝蒂·摩尔基金会的支持。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://www.caltech.edu/about/news/deep-sea-worms-and-bacteria-team-harvest-methane