远远低于海底，沉积物中充满了奇怪的僵尸般的微生物。虽然它们在技术上是活的，但是它们以慢动作生长，并且可能需要几十年的时间才能使单个细胞分裂 - 这是它们表面上的堂兄在几分钟之内完成的事情。伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的一项新研究开始通过检查它们的“食物”来源 - 附近的有机碳分子来分辨它们如何存活。该研究有助于进一步了解地球上生命的局限性，并有助于了解生命在其他星球上的存在。

在1月21日出版的“自然地球科学”杂志上发表的一篇论文中，WHOI科学家研究了在北大西洋和南太平洋中部的R / V Knorr和R / V Revelle上采集的长核心样本。通过使用高强度X射线分析岩心的沉积物，研究人员发现它们含有低水平的有机碳分子 - 来自长死亡生物的古老蛋白质 - 保存在长达2500万年的沉积物中。

在正常情况下，像这样的碳会被微生物迅速夺走。在大西洋和太平洋的深海中部沉积物中没有很多，使它们成为微生物生存的艰难场所。任何偶然发现它的细菌都将被视为一场小小的盛宴。但由于某种原因，附近的微生物没有充分利用这笔意外之财。

“从纯化学的角度来看，它们应该能够代谢所有碳，但它们不能代谢，”该论文的第一作者Emily Estes说，他目前是特拉华大学的博士后研究员。在研究期间，Estes是MIT-WHOI联合计划的博士生，直接与共同作者Colleen Hansel合作。

她补充说，碳的存在是不寻常的，因为沉积物也含有氧气。通常，在那里生长的微生物类型会使用这两种化学物质。氧气是生物体内代谢和其他生化反应的一种“燃料”;碳为这些反应提供原料，让细胞重建自己的结构和细胞器。但在深层沉积物中，两者之间的平衡奇怪地不平衡。

埃斯特斯说，目前还不清楚究竟为什么剩余的有机碳仍然存在，但她的研究已经排除了至少一种现有的解释。以前的研究表明，微生物没有“吃掉”多余的碳，因为它是一种无法代谢的形式。然而，Estes和她的同事发现，有机碳的形式可用于微生物，并且在整个沉积物中具有基本相同的结构。相反，她说，一个更合理的答案是碳与沉积物中的矿物融合，使其无法使用。她还提供了第三种也可能是最主要的机制：微生物不能在物理上达到过量的碳。在海底深处，这种食物来源分布很稀疏，而且微生物太迟钝而无法进行大量搜索。

“从微生物的角度来看，碳可能是遥不可及的。当你生活在没有太多能量的状态时，就像这些有机体一样，游泳或爬行可能太难找到它， “WHOI的微生物地球化学家Colleen Hansel说。

“特别令我兴奋的是，这项研究可以帮助我们了解一般生活中的一些限制，无论是在海底，还是在另一个星球或月球上，”她补充道。“当考虑可能支持地外微生物生命的条件时，物理环境可能与化学环境一样重要。生活在具有物理分离和低扩散营养岛的环境中的微生物根本无法利用能源的增长。“

该研究得到了美国能源部，NSF暗能生物圈研究中心和NSF海洋科学部的支持。