科學家在一個新的棲息地發現了能夠與地球磁場保持一致的細菌。這些趨磁細菌以前曾在陸地和淺水中被發現過，現在被證實能在熱液噴口深處繁衍生息。儘管條件極具挑戰性，但這些細菌仍能適應並生存在一個並不適合其典型需求的環境中。

在深海熱液噴口中發現了以順應地球磁場而聞名的磁傳細菌，這擴大了它們的已知棲息地，為了解地球歷史和尋找地外生命提供了新的視角。這些細菌在極端條件下的存在，為在火星等其他天體的類似環境中發現它們提供了可能性。(藝術家概念圖）

磁細菌不僅在地球生態系統中發揮作用，而且在尋找地外生命方面也很有意義。它們存在的證據可以在岩石中保留數十億年。它們的磁傾角還可以記錄磁極隨著時間的推移是如何移動的。這一新發現給研究人員帶來了希望，磁細菌可能會在更多意想不到的地方被發現，在地球上，甚至可能在火星或更遠的地方。

磁細菌似乎擁有超能力。就像漫威漫畫人物萬磁王一樣，它們能”感知”地球磁場。這些微小的生物體含有磁小體，即包裹在薄膜中的鐵晶體，它們排列成與地球磁場一致的形狀，像指南針一樣指向細菌。

金屬硫化物煙囪通常形成同心圓狀，內側是富含銅和鐵的硫化物礦物，外側是富含鐵或鋅的硫化物礦物。取樣的煙囪有100 厘米高，但也發現過18 層樓高的煙囪。圖片來源：2012 年，Yohey Suzuki

這使得細菌沿著地球磁場線的方向向北或向南移動，就像磁軌上的火車一樣。作為其生命週期的一部分，它們在自然界碳、氮、磷和其他關鍵元素的生物地球化學循環中發揮著重要作用。人們在陸地和淺水中對它們進行了深入研究，但很少在深水中進行研究，因為在深水中採集它們是一項挑戰。

2012 年9 月，包括東京大學研究人員在內的一個研究小組踏上了前往西太平洋馬里亞納海槽南部的科學考察之旅。他們利用名為”HYPER-DOLPHIN”的遙控潛水器，從水下2,787 米（幾乎是東京晴空塔高度的4.5 倍或紐約帝國大廈高度的6 倍多）的熱液噴口區域採集到了一根”煙囪”。

熱液噴口的形成是由於海水滲入地下，最終被岩漿加熱到400 攝氏度，導致海水沸騰。噴發的海水將礦物質和金屬沉積到海洋中，層層疊加形成煙囪，為許多獨特的生命形式提供了溫暖、豐富的棲息地。

細菌中的含鐵磁小體就像指南針一樣，朝著地球的磁極排列，迫使它們根據所處的半球向北或向南移動。圖片來源：2017年，山崎利光

“我們發現了生活在煙囪上的趨磁細菌，這是我們始料未及的。由於菸囪的形狀，它缺乏這些細菌通常喜歡的清晰、垂直的化學梯度，”東京大學研究生院理學研究科的鈴木洋平副教授解釋說。”我們收集到的細菌主要含有’子彈’形磁小體，我們認為這是一種’原始’形式，因此推斷它們在數千年來沒有發生太大變化。事實上，我們發現它們的環境與大約35 億年前的地球早期相似，據估計磁小體細菌的祖先就是在那時出現的。”

使用磁鐵從煙囪邊緣收集細菌。研究小組隨後檢查了基因數據，發現它們與硝化細菌（Nitrospinae）有關，眾所周知，硝化細菌在深海環境中的碳固定過程中發揮著重要作用，但人們並不知道硝化細菌中含有任何磁控細菌群。

鈴木說：”深海熱液噴口不僅是獨特水下生命的誕生地，也是地外生命的潛在類似棲息地，因此備受關注。我們對細菌進行採樣的環境與我們認為的火星在大約30 億年前表面仍有流水時的環境類似。”

磁傳細菌中磁性顆粒的化石殘骸（稱為磁化石）可以在岩石中保存數十億年。這些磁化石可以幫助研究人員拼湊出古老的地磁歷史，是尋找地外生命的好幫手。

1996 年，距今約36 億年的火星隕石Allan Hills 84001 似乎含有類似細菌生命的鐵晶化石，引起了全球轟動。這一說法後來遭到廣泛質疑，但鈴木仍對未來的發現抱有希望：”磁控細菌為細菌的早期多樣化提供了線索，我們希望它們能在地球之外被發現，也許是在火星或冰冷的衛星上。目前，我們將繼續在地球上各種類型和年代的岩石中尋找更多的證據，因為以前認為它們並不棲息在這些岩石中。”