楊保國(寧夏地球物理地球化學(xué)勘查院，寧夏 銀川 750004)

極端環(huán)境就是指環(huán)境中存在一些特有的化學(xué)以及物理物質(zhì)，如高低溫、強(qiáng)酸、高鹽、高壓、高輻射等條件。而所謂的極端微生物就是指能夠在極端環(huán)境中生活的微生物，如嗜熱菌、嗜鹽菌以及抗輻射、耐干燥的微生物[1]。近年來，極端環(huán)境下微生物的研究不僅是微生物重點(diǎn)的發(fā)展領(lǐng)域，而且也得到了許多研究者的廣泛關(guān)注，由此可見極端環(huán)境下微生物的研究是非常重要的，文章以幾種極端微生物為例，詳細(xì)的探討微生物在生物地球化學(xué)中的作用。

1 極端微生物嗜熱菌

1.1 嗜熱菌的概念

嗜熱菌主要生活在熱環(huán)境中，具有較強(qiáng)的耐熱性，如火山口的周圍地區(qū)、工廠的高溫廢水排放區(qū)等溫度較高的地方。雖然嗜熱菌具有較強(qiáng)的耐熱機(jī)制，但是根據(jù)不同的溫度也可以將嗜熱菌分為3個(gè)等級。①極端嗜熱菌，極端嗜熱菌一般情況下生長在65攝氏度的高溫中，而最高生長溫度可以達(dá)到75攝氏度，最低溫度不能低于40攝氏度，現(xiàn)如今在我國共發(fā)現(xiàn)了20多種極端嗜熱菌，大部分都生存在火山的周圍地區(qū)[2]。②專性嗜熱菌，該種嗜熱菌生長地方的溫度為55攝氏度，生長的溫度不能低于40攝氏度，否則就會死亡。③兼性嗜熱菌，該種嗜熱菌既能在低于55攝氏度的溫度中生長，而且又能在常溫的范圍中長期的生長。

1.2 嗜熱菌的地球化學(xué)作用

由于嗜熱菌其自身的特點(diǎn)，使得其能夠參與到許多生物物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中。在微生物成礦、冶金、有機(jī)物的分解以及地球的循環(huán)中都起著十分重要的作用。在熱環(huán)境中，嗜熱菌無論是直接吸附礦物顆粒，還是通過代謝的產(chǎn)物，都會對比周圍的pH值以及氧化條件進(jìn)行改變，并影響到地球的化學(xué)循環(huán)。同時(shí)，嗜熱菌通過吸附作用可以將礦元素進(jìn)行聚集，為礦床提供資源，并通過新陳代謝的作用，產(chǎn)生出特殊的氧化條件，從而使得礦物出現(xiàn)溶解、遷移和沉淀的現(xiàn)象。另外嗜熱菌在高溫的條件下還具有非常強(qiáng)大的生物降解能力和轉(zhuǎn)化能力，使得有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物。

2 極端微生物嗜鹽菌

2.1 嗜鹽菌的概念

在廣闊的自然界中，存在著許多高鹽度的地區(qū)，如死海、里海、沿海的礁石等地區(qū)，而在這時(shí)高鹽地區(qū)能夠存活的微生物也只有嗜鹽菌微生物，嗜鹽菌具有較強(qiáng)的抗高滲透性，目前，我國發(fā)現(xiàn)的嗜鹽菌微生物也主要分為3種：①抗鹽微生物，該種微生物適合生長在鹽濃度較低的地方，如綠色杜氏藻；②中度嗜鹽微生物，其適合生長在鹽濃度適中的區(qū)域，主要由真細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌之類的微生物；③極端嗜鹽微生物，該種微生物可以直接生長在鹽濃度較高的區(qū)域中，生長在該區(qū)中的微生物是古細(xì)菌，分別為鹽球菌和鹽桿菌。

2.2 嗜鹽菌的地球化學(xué)作用

由于嗜鹽菌具備特殊的生存機(jī)制，因此能夠?qū)ι锶σ约暗厍蛉χ械膴W秘以及生物的進(jìn)化方面進(jìn)行最大程度的揭示。嗜鹽菌一般情況下都是生存在深海的沉積物中，由于深海沉積物的穩(wěn)定性以及非擾動性較強(qiáng)，使得許多古代微生物的遺跡都保留在深海的沉積物中。根據(jù)探索人員探索的信息可以得知，深海沉積物的不同層次嗜熱菌的種群和數(shù)量也是不同的。同時(shí)由于嗜鹽菌生活在深海的鹽沉積物中，人們認(rèn)為在深海的鹽沉積中保留著大量的古代細(xì)菌，而現(xiàn)如今這一猜測已經(jīng)得到了人們的證實(shí)。根據(jù)相關(guān)資料表明，在靠近新墨西哥州的二疊系沉積層中分離出了許多曾為被發(fā)現(xiàn)的嗜鹽古菌，而嗜鹽古菌的采集區(qū)域也都沒有被深海擾動過，從而對生物地球化學(xué)的研究起著十分重要的作用。

3 極端微生物嗜酸菌

3.1 嗜酸菌的概念

在自然界中不僅存在著高鹽度的地區(qū)，而且還存在著許多的強(qiáng)酸環(huán)境，如酸性溫泉、廢銅礦堆以及酸性土壤等地區(qū)，而在該種強(qiáng)酸環(huán)境中生長的微生物就被稱為嗜酸微生物。一般情況下，在酸性的環(huán)境中首先出現(xiàn)的是能氧化的化能自養(yǎng)菌，當(dāng)化能自養(yǎng)菌出現(xiàn)大量的增殖后，就會出現(xiàn)嗜酸菌?，F(xiàn)如今，嗜酸菌主要分為自養(yǎng)嗜酸細(xì)菌和異養(yǎng)嗜酸細(xì)菌兩種類型。

3.2 嗜酸菌的地球化學(xué)作用

嗜酸熱古菌是現(xiàn)如今地球上最古老的生命形式，在生物的冶金以及地球化學(xué)元素的循環(huán)中起著十分重要的作用?，F(xiàn)如今氧化亞鐵硫桿菌已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到了硫化物的礦床中，尤其是黃鐵礦以及黃銅礦的生物淋濾中，通過試驗(yàn)可以得知嗜酸菌能夠?qū)α蜃魑镏械闹亟饘僭剡M(jìn)行很強(qiáng)的溶解，如絡(luò)元素、銅元素、鋅元素等。同時(shí)嗜酸菌對銅元素、鐵元素、鋅元素等元素在酸水環(huán)境中的地球化學(xué)元素的循環(huán)有著直接的影響，因此，在酸礦水的治理中，必須要找出相關(guān)的解決途徑，從而對酸礦水中進(jìn)行很好的治理。

4 結(jié)語

極端環(huán)境下的微生物是人類無法想象的生物資源，不僅能夠?yàn)閲疑锏目蒲刑峁┱滟F的素材，而且對生物地球化學(xué)元素的循環(huán)也有著直接的影響，因此隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，人們要采用更為先進(jìn)的辦法檢測極端微生物，從而發(fā)現(xiàn)越來越多的極端微生物，并對極端微生物資源進(jìn)行大力的開發(fā)，為人類提供廣闊的空間。

[1]陳駿,連賓,王斌.極端環(huán)境下的微生物及其生物地球化學(xué)作用[J].地學(xué)前緣,2006(6)：199-207.

[2]黨宏月,李鐵剛,曾志剛,秦蘊(yùn)珊.深海極端環(huán)境深部生物圈微生物學(xué)研究綜述[J].海洋科學(xué)集刊,2006(6)：41-60.