理解地球上的生命：跟随朱迪思·克拉特博士探寻地球的起源

强烈的紫外线辐射、重金属、剧烈的温度波动、稀薄的氧气：有些微生物竟能在人们难以想象的环境中生存。地球微生物学家朱迪思·克拉特博士， 自2022年起任职于马尔堡的马克斯·普朗克陆地微生物学研究所，并担任“地球微宇宙未来中心”研究组组长，她在施泰因米勒向听众娓娓道来，带领大家踏上探索这些微生物“生存大师”的研究之旅。

 

跨学科研究

题为“极限中的细菌”的学术讲座，同时也是一次追溯最早微生物及生命起源的探索之旅：“这关乎对微生物生命的理解，同时也关乎对生命边界的理解，”朱迪思·克拉特博士说道。 这种理解源于物理学、生物学和化学等多学科的交叉领域。

 

广泛的时间维度

例如，克拉特博士的研究地点之一就是夏威夷：“我们的研究为我们打开了一扇窥探地球历史的窗口，其时间跨度长达45亿年，”这位研究人员介绍道，从而向听众阐明了所研究的时间维度。 在此过程中，环境科学相关主题也屡屡融入研究工作，有助于我们更好地理解地球演化历程中大气最高温度、氧气含量及二氧化碳含量的波动。 据克拉特博士称，这两者都与“全球微生物组”密切相关。

 

分子生物学基础

极端环境不断为科研和研究团队开辟新的研究领域。 例如，分子生物学的基础成分正是从极端高温或低温栖息地的微生物中分离出来的：比如用于聚合酶链式反应（PCR）的酶，这也为法医学中的亲子鉴定和DNA指纹技术奠定了基础。 此外，蓝藻等微生物过去和现在都为氧气的产生做出了贡献，并在前寒武纪时期对大气中氧气的富集起到了关键作用。 蓝藻是单细胞生物，生活在淡水和咸水中，通过光合作用获取能量，这与我们的绿色植物类似。 在此过程中产生的氧气会从“微生物垫”中逸出，克拉特博士的团队便能借助微型传感器等设备对其进行测量。

 

在最严苛的条件下开展研究

“在野外工作可能很艰难，”这位演讲者回忆道，例如她曾在海拔3000米的高安第斯山脉进行过一次研究考察。 距离最近的超市需要24小时才能到达，这使得研究团队除了要通过复杂的方法解答研究问题外，还面临着自给自足这一艰巨任务。迄今为止，尚未在该地区发现微生物能够稳定生存。因此，仅凭氧气并不能作为生命存在的可靠标志。

 

令人印象深刻的照片

在马尔堡的马克斯·普朗克陆地微生物学研究所，研究团队将实地考察中遇到的极端环境条件也搬到了实验室中进行模拟。 “虽然无法完全再现实地考察中遇到的自然环境状态，但这仍然使我们能够非常逼真地研究极端栖息地内的巨大动态变化，甚至可以进行长期观察，” 朱迪思·克拉特博士解释道。她用令人印象深刻的照片佐证了自己的讲解，并凭借这场演讲在学生中引发了极大的热情。

 

杰出女研究员

朱迪思·克拉特博士通过自己的工作，为马尔堡成为顶尖科研重镇做出了贡献。例如，2024年，她获得了欧洲研究理事会颁发的“ERC起步资助”。

该报告是马尔堡马克斯·普朗克陆地微生物学研究所与中黑森州学生研究中心（SFZ）合作举办的“Microbes for Future”系列讲座的一部分。

科学报告将继续进行。

（安吉拉·海涅曼 / 斯文-A·弗赖伯特博士）