有些人就是喜欢滚烫，口味不重都不行！-技术圈

有些人就是喜欢滚烫！极端嗜热菌

古菌非常适合高温。这可能是因为它们是在地球比现在更年轻、更热、环境更恶劣的时候进化的。这导致古菌反而无法适应常温环境，甚至需要高温才能生长。

许多古菌不仅能在高温下生长，而且能承受更高的温度。有必要列出一些最极端的环境的例子，以及它们能够生存和生长的温度范围。

嗜热菌 (Thermophile)是一种酷爱热的生物，在50~60°C的温度下生长最好，也能存活于70°C。超嗜热菌 (Hyper-thermophiles，或称极端嗜热菌)在80~90°C左右生长最好，但也能在更高的温度下存活。已发现一些超嗜热菌在120°C以上的深海高压环境中生存于海底热泉 (Hydrothermal vent)附近。嗜热菌和极端嗜热菌的一些例子：

栖热球菌属 (Thermococcus)和热球菌属 (Pyrococcus)是严格的厌氧菌，在许多不同的热环境中通过代谢有机物获得能量。栖热球菌在55~95°C的温度范围内生长良好，而热球菌在100°C下生长最好。

甲烷嗜高热菌属 (Methanopyrus)是一种超嗜热、产甲烷菌。这一类群含有一种在任何其它生物体中都找不到的、独特的细胞膜。这一类群的一个物种 (One species of this group)，坎德勒甲烷菌 (Methanopyrus kandleri, M.kandleri)，是目前在122°C的最高温度下生长的记录保持者。只有在深海环境中，巨大的压力阻止水在海底热泉沸腾时的流出，水才能达到如此高的温度。

纳古菌属 (Nanoarchaeum)体积非常小，如下图所示，可作为寄生菌 (专性共生)生活在另一种低嗜热 (Hypothermophilic)古菌燃球菌属 (Ignicoccus)上。这两种古菌可在70~98°C之间的温泉和海底热泉中发现。

寄生在燃球菌上的纳古菌

铁丸菌属 (Ferroglobus)可通过厌氧方式来氧化铁。在地球大气层含氧之前 (地球原始海洋中溶解了大量的亚铁离子/Fe²⁺)，很可能是铁丸菌及其类似的菌属氧化了铁，从而在海底形成了铁沉积层。随着时间的推移，这层铁沉积被留困，现在被视为古代岩石中的带状图案。

岩石中的氧化铁沉积物 (橙色)

硫化裂片菌属 (Sulfolobus)生活在富含硫的酸性环境中，如温泉周围的环境，附着在硫晶体上，氧化硫元素以获得能量，见下图。

硫化裂片菌 (左)覆盖在硫磺晶体上，硫化裂片菌细胞的一个特写 (右)

脱硫球菌属 (Desulfurococcus)和热网菌属 (Pyrodictium)是严格厌氧的硫还原古细菌，在海洋的海底热泉周围生长。脱硫球菌在85°C时生长最好，而热网菌在105°C时生长最好。

超酸：极端嗜酸菌

已知的一些最耐酸的微生物也是古细菌，其中许多同时也是嗜热的。极热和极酸性环境是最难到达和取样的环境之一，这也解释了为什么从这些环境中分离出的微生物如此之少。以下是一些极端嗜酸菌的例子：

热原体属 (Thermoplasma，属广古菌门下的热原体纲)无细胞壁，可以在55℃左右煤矸石 (Coal refuse，含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石)堆和温泉中通过硫的呼吸过程存活。

铁原体属 (Ferroplasma)也无细胞壁，但在中等温度下生活在酸性很强的矿井水中。它能分解矿渣中的黄铁矿，甚至可使环境酸化到pH值为0。

嗜苦菌属 (Picrophilus)能够很好地适应酸度，因此它可以在pH值为0或更低的条件下生存，但当pH值上升到4左右时就会分解。可发现于酸性矿井水和活火山中。

超咸：极端嗜盐菌

盐古菌 (Haloarchaea)，也称盐细菌 (Halobacteria)，是极端嗜盐菌，需要富盐环境才能生存。古细菌物种的名字中通常会有“bacteria” (细菌)。这是在我们知道古菌域与细菌域有多么大的不同之前的“历史遗留”问题。

盐古菌所需的盐含量有时接近水所能容纳的最大盐含量 (32%)，而海水只含约2.5%的盐。大多数嗜盐菌都是严格的需氧菌，并从有机物中获取能量。

含盐环境包括用于从含盐溶液和盐田中蒸发水的盐池，通常也是充满海水的区域，蒸发水分以生成海盐。自然含盐环境包括死亡谷 (Death Valley)、死海和碱湖 (Soda lake)。碱湖不仅具有极高的盐度，也具有很高的pH值 (即碱性)。

以下是碱湖中的一些有趣的盐古菌和嗜盐嗜碱菌 (Halo alkaliphiles)：

盐细菌 (Halobacteria)是第一个被研究的嗜盐古细菌，是该类群的典型代表。它被用来学习我们所知道的关于高度耐盐古菌的细胞结构和环境适应性的大部分知识。盐细菌的细胞壁由糖蛋白构成，糖蛋白由环境中的钠离子 (Na⁺)所稳定。

盐方菌属 (Haloquadratum)生活在盐田中，因其形状异常的方形细胞而得名，这些细胞很薄，且充满了气囊，使其可漂浮到氧气所在的表面。

盐方菌及盐田 (美/犹他州，Great Salt Lake/大盐湖)

盐碱球菌属 (Natronococcus)是一种在pH值10~12之间的碱湖中发现的嗜盐嗜碱菌。

有些盐古菌具有普通的形状，如杆状、球状，而另一些则有非常意外的形状，如方形、杯形盘状。

由于水分子有从低浓度区透向高浓度区的趋势 (即渗透，Osmosis)，因此细胞内部必须保持比环境具备更高离子浓度的能力。这种细胞内相容性溶质 (Compatible solutes)的积累是阻止其在高盐环境中失水的唯一因素。盐杆菌属 (Halobacterium)可在其细胞质内积累大量的钾 (K⁺)，以抵消细胞外超高浓度的Na⁺。

这些微生物很好地适应了含盐量超高的环境，甚至于如果环境中没有非常高水平的钠，便无法生存。钠可以稳定细胞的外部。此外，它们还需要大量的钾，而钾是细胞内蛋白质和其它组分所必需的。

不那么极端的古菌

尽管古细菌在已知的微生物世界中所占的比例要小得多，但对地球化学循环有着巨大的影响。例如，水生和陆地栖息地的许多初级生产者都是古细菌，它们促进了这些地方的碳循环；氨氧化古菌是另一个在海洋氮循环中扮演重要角色的例子，因为它们是硝化 (Nitrification)过程的一部分。

产甲烷古菌是指产生甲烷并生活在缺氧环境中的古细菌，如动物 (和人类)的消化道、水生沉积物、污水及污泥消解池，是碳循环的重要组成，催化有机物分解的最后一步。示例包括：

甲烷杆菌属 (Methanobacterium)，其细胞壁含有软骨素类 (Chondroitin-type)物质。软骨素是软骨 (Cartilage)的主要成分。

甲烷短杆菌属 (Methanobrevibacter)。

甲烷八叠球菌属 (Methanosarcina)。

泉古菌属 (Nitrosopumilus)，氨氧化海洋古细菌。

这些古菌生活在非极端环境中，包括水生、陆地，甚至北冰洋的极地冰层下。有证据表明它们确实存在，但尚未在实验室中获得培养，也没有一种得到过充分的描述。