【追求卓越、關懷社會】95年度研究成果發表會系列10月20日舉行記者說明會《科學》雜誌刊出臺大教授在國際團隊突破性發現地殼深處無機環境中生命維繫策略

國際頂尖的科學雜誌《科學》本期刊出一項突破性的國人研究成果，發現在地殼深達三公里處的無機環境中，存在著僅僅依靠地質作用產生的硫酸鹽和氫氣提供能量，而賴以生存的微生物聚落。這也是地球環境中首次發現可以完全不依靠由太陽能轉換之各式能量維生的生物族群。此一發現也意味著在其他星球如火星或是木星衛星歐羅巴 (Europa)） 的地下深處，也有可能存在著不需依靠太陽能量生存的類似生物聚落。

本校於上週五10月20日召開記者說明會，由陳泰然副校長主持，說明這項傑出的研究過程及內容。這項成果同時亦受到國際媒體如BBC、Discovery、New Science、華盛頓郵報、科學美國人等媒體的採訪報導。地質系也表示，這也是地質系老師登載"Nature" 及"Science"期刊第七次的紀錄。（1998鍾孫霖、羅清華(Nature)，2003陳宏宇、胡植慶(Nature)，2004沈川洲(Nature)，2004洪淑蕙(Science)，2006林立虹(Science)）。

這項發現刊登在最新出刊的「科學 」(Science) 雜誌中的臺大團隊成員，除林立虹助理教授外，臺大海洋研究所王珮玲助理教授亦為主要作者。本次論文的第一發表人地質系助理教授林立虹指出，這是在深入南非的金礦深處所發現的地下微生物聚落。這個微生物聚落非常獨特，它們進行的新陳代謝作用非常單純，完全不同於地表微生物聚落所具有的多樣性。科學家雖然已經知道很多微生物可以運用無機化合物獲取生存所需能量，而不直接使用光合作用所產生的有機物。但是此處首次發現微生物聚落所使用的能量是來自於純粹的地質作用，其所產生的化學能，完全不同於光合作用產生的有機物。

人類和絕大多數在地表居住的生物，最終都是經由行光合作用的植物或藻類轉換太陽能，藉由食物鏈結構取得能量。但是此研究的突破性發現在於證實：在陽光無法到達的地底黑暗處，生命則會尋求和依賴其他能源。但是，這和一般熟知的岩養自營生物 (lithoautotrophs) 仍有所不同，因為常被發現存在於地下水、油田、海底火山噴氣口等奇特環境中的生物，其生物聚落雖然亦使用無機化學能量，但其或多或少都能被追溯出源自於光合作用的產物。

林立虹說明，這項研究選擇南非的金礦，是因為南非的地層非常古老，高達三十億年以上，而南非金礦坑則提供了可以讓研究人員深入地底的坑道。他們的研究結合多項的分子生物與地球化學分析技術，證實了被封存在岩石裂隙的水脈中，確有微生物存在，而且的確可以依靠地質作用生存，並且已隔絕於地表環境長達數千萬年之久。

研究分析了裂隙水中的DNA訊號、各種化學物質的含量和硫同位素成分，發現了單純仰賴硫酸鹽和氫氣維生的細菌族群，並經由化學能與硫同位素分化計算，推論出由地質作用轉換而來的充足養分，供養著這個運作十分緩慢的微生物聚落，此聚落並孤立於來自地表光合作用所產生的有機物。

林立虹助理教授強調，生命所需要的能量是富存於這些地底深處的岩石裂隙之中的，而且這些能量僅是來自地質作用本身。因此，像這樣單純的微生物聚落是有可能藉由地質作用產生足夠的物質以永久維持它們自身聚落的獨立存在。

未來顯然將會有更多關於地底深處生命型態的研究發現。而更令人興奮的是，這些發現可能說明和描述了生命在早期地球嚴酷環境的特徵與生存策略。科學家因此可以接續探索生命存在於太陽系其他星體的可能性。

這項研究成果是屬於一個大型的國際研究團隊，研究者包括台灣、美國、加拿大和德國等的科學家。本文的其他作者包括：Johanna Lippmann-Pipke of oForschungsZentrum Potsdam, Germany; Erik Boice and Lisa M. Pratt of Indiana University, Bloomington, IN; Barbara Sherwood Lollar of the University of Toronto, ON, Canada; Eoin L. Brodie, Terry C. Hazen, Gary L. Andersen, and Todd Z. DeSantis of Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA; Duane P. Moser of the Desert Research Institute, Las Vegas, NV; Dave Kershaw of the Mponeng Mine, Anglo Gold, Johannesburg, South Africa; and T.C. Onstott of Princeton University, Princeton, NJ....

本研究之研究經費來源包括：臺灣國家科學委員會 (NSC, Taiwan), the National Science Foundation, the National Aeronautics and Space Administration, the U.S. Department of Energy, the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG; the German Research Foundation), and the Killam Fellowships Program. 經費課目包括：the NASA/NSF Life in Extreme Environments (LExEn) Program, the NASA Cosmochemistry Program, the NSF Division of Earth Sciences (EAR), the NASA strobiology Institute's (NAI) Indiana-Princeton-Tennessee Astrobiology Institute (IPTAI), and the DOE Genomics:GTL program.。

聯絡人：林立虹，02-33661694，lhlin@ntu.edu.tw文章發表於「科學」，要求文章副本，請洽：AAAS Office of Public Programs; (202) 326-6440 or scipak@aaas.org。