極端“火災(zāi)變形蟲(chóng)”打破耐熱紀(jì)錄

一種單細(xì)胞生物在加利福尼亞拉森火山國(guó)家公園熾熱的海水中蠕動(dòng)，剛剛創(chuàng)下耐熱性紀(jì)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(chóng)”，作為bioRxiv 的預(yù)印本中有描述——生長(zhǎng)并分裂，溫度可達(dá)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(méi)有開(kāi)始生長(zhǎng)直到溫度至少達(dá)到42攝氏度。這使得它成為一個(gè)專(zhuān)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(dòng)物

“我們的發(fā)現(xiàn)，”團(tuán)隊(duì)寫(xiě)道由紐約雪城大學(xué)的生物學(xué)家H. Beryl Rappaport和Angela Oliverio領(lǐng)導(dǎo)，“挑戰(zhàn)了當(dāng)前溫度限制對(duì)真核細(xì)胞的范式，重塑了我們對(duì)真核生物生命可持續(xù)性及方式的理解?！?/p>

地球上的生命往往圍繞特定條件聚集，對(duì)大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)，包括人類(lèi)，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(shí)更嚴(yán)厲從熾熱的火山口在巨大的海洋壓力下，酸性地?zé)岢?/a>， 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(lèi)包括細(xì)菌和古菌。它們也是單細(xì)胞生物，但與真核生物有著顯著不同。

原核生物更為簡(jiǎn)單、原始;它們不會(huì)將遺傳物質(zhì)裝入細(xì)胞核或細(xì)胞器中，比如線(xiàn)粒體但基本上只是一個(gè)含有堅(jiān)韌蛋白和游離DNA的細(xì)胞膜，以及對(duì)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(dá)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(chóng)到人類(lèi)， 具有核,細(xì)胞，精細(xì)的內(nèi)膜，以及細(xì)胞中更復(fù)雜的基因組。

真核動(dòng)物比原核生物脆弱得多，其細(xì)胞器和細(xì)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(guó)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(tuán)隊(duì)回收了喀斯喀特鷸來(lái)自20個(gè)抽樣地點(diǎn)中的14個(gè)。

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

很高興宣布我們的新預(yù)印本，“地?zé)嶙冃蜗x(chóng)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(lái)自美國(guó)加州拉森火山國(guó)家公園的新型變形蟲(chóng)，分裂速度為63°C（145°F）??——?jiǎng)?chuàng)下了EUK生長(zhǎng)的新紀(jì)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(xì)菌群落，使食菌變形蟲(chóng)有食物。

他們還調(diào)整了每個(gè)瓶子的溫度，以測(cè)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(gè)溫度有四個(gè)燒瓶。

這才是真正令人費(fèi)解的地方。

在低于42攝氏度時(shí)，變形蟲(chóng)完全沒(méi)有生長(zhǎng);氣溫根本不夠暖和。

生長(zhǎng)的最佳溫度范圍約為55至57攝氏度，有絲分裂細(xì)胞分裂成兩個(gè)子細(xì)胞的環(huán)境在58攝氏度和63攝氏度時(shí)被直接觀測(cè)到。

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

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

它還在25攝氏度時(shí)形成囊腫。這是一個(gè)異常高的下限，因?yàn)榇蠖鄶?shù)真核生物偏好遠(yuǎn)低于這個(gè)溫度的溫度——而且許多真核生物在室溫下生長(zhǎng)得最好。

更多實(shí)驗(yàn)顯示，變形蟲(chóng)在70攝氏度時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，但如果溫度回落，可以復(fù)活。

只有當(dāng)氣溫達(dá)到80攝氏度時(shí)才會(huì)這樣做喀斯喀特鷸終于放棄了它那微小的幽靈。

對(duì)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(hào)傳遞和熱響應(yīng)通路的適應(yīng)性，同時(shí)還擁有擴(kuò)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(guó)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(píng)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(yuǎn)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(xì)胞能承受的真實(shí)最高溫度的新問(wèn)題。”研究人員寫(xiě)道.

“這些結(jié)果對(duì)我們理解真核細(xì)胞的進(jìn)化約束以及指導(dǎo)尋找宇宙其他生命的非生物參數(shù)有深遠(yuǎn)意義。”

團(tuán)隊(duì)已將他們的研究成果作為預(yù)印本發(fā)布于bioRxiv.

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