一種從加州拉森火山國家公園(Lassen Volcanic National Park)地熱溪流中分離出的變形蟲,在攝氏63度的環境中完成有絲分裂,超過此前科學界普遍認定的真核生物約攝氏60度生長上限。研究論文於2026年9月刊登於《Cell》,計畫部分經費由美國航太總署(NASA)資助。這隻被命名為喀斯喀特火變形蟲(Incendiamoeba cascadensis)的單細胞真核生物,屬於新屬新種。
綜合論文內容、NASA官網說明與中國科學報導,事件輪廓如下。
採集現場:水溫介於攝氏47至64度的地熱溪流
研究團隊於2023年至2025年間,在喀斯喀特山脈(Cascade Range)南段的拉森火山國家公園採集地熱溪流樣本。該處泉水溫度約在攝氏47度至64度之間,屬於典型酸性或中性偏熱的溫泉生態系。
變形蟲是一類透過偽足運動與攝食的單細胞真核生物,廣泛分布於土壤與水體。過去已知多數變形蟲生活在常溫環境,少數溫泉種類可耐受攝氏40多度,但真核生物整體的生長繁殖上限,長期被認為落在攝氏60度附近。相較之下,部分細菌與古菌可在攝氏100度以上的環境生存,兩者差距一直是演化生物學與天體生物學討論的課題。
實驗逐步升溫:63度直接觀察到細胞分裂
論文披露的實驗流程顯示,團隊取得樣本後,先在攝氏57度的條件下培養該變形蟲。這個溫度本身已高於既往已知的變形蟲生長最高值,樣本不僅存活,還持續增殖。
隨後研究人員逐步提高培養溫度。升至攝氏63度時,團隊在顯微鏡下直接觀察到有絲分裂正在進行。這一點區別於單純的存活紀錄:細胞在高溫中完成染色體分離與胞質分裂,代表整套DNA複製、紡錘體運作與膜結構維持機制,都能在超過舊有上限的溫度下運轉。
超過攝氏63度之後,蟲體改變形態並形成保護性外層,進入類似休眠的狀態。研究人員將其暴露於攝氏70度,之後移回較低溫度,蟲體仍能恢復活動。換言之,攝氏63度是它維持完整生活史的門檻,攝氏70度則是可逆休眠的耐受邊界。
基因組線索:修復基因更多、蛋白質表面帶正電
基因組測序結果顯示,與溫帶的近緣變形蟲相比,火變形蟲體內與蛋白質維持、DNA修復相關的基因數量明顯更多。這對應高溫環境的兩大壓力來源:蛋白質變性與DNA損傷。細胞需要更強的分子伴侶系統與修復迴路,才能在熱擾動下維持基本運作。
研究團隊還觀察到一項結構層面的特徵:火變形蟲的蛋白質表面,帶正電胺基酸的比例偏高。科學新聞網對此補充,類似特徵也出現在部分耐熱細菌與古菌身上,其作用機制被認為有助於減少高溫引起的蛋白質展開與聚集。
值得注意的是,這是真核生物透過與細菌、古菌不同的演化路徑,趨近微生物耐熱極區的一個實例。細胞核、內膜系統與細胞骨架的存在,原本被視為真核生物不耐高溫的結構性負擔,此一發現為該假說提供了修正素材。
NASA為何出資:深海與地外的類比框架
NASA在其官網以「複雜生命挑戰紀錄高溫」的角度報導此研究。該機構資助此類基礎研究的背景,與天體生物學的探索方向有關:地球地熱環境中的極端生物,常被用作評估土衛二、木衛二等冰下海洋天體,以及火星地層中潛在宜居條件的參照模型。
若真核生物的耐熱上限能上修至攝氏63度,那麼對「複雜生命可在何種邊界條件下存續」的估算,也需相應調整。這是此次發現在基礎分類學之外,被NASA納入傳播框架的原因。
訊源對照與後續觀察
目前可核實的訊息來源包括:《Cell》期刊論文原文、NASA官網的資助說明頁面,以及中國科學網於2026年9月轉發的報導。三方對核心事實的敘述一致,即63度有絲分裂、70度休眠後可復原、基因組修復基因擴增與蛋白質電荷特徵。
尚未有後續獨立團隊重複該實驗結果的公開紀錄。學界後續可能追蹤的方向,包括該物種在喀斯喀特山脈以外溫泉的分布、其耐熱機制是否可在其他真核類羣中找到平行案例,以及真核生物生長上限是否仍有上探空間。分類學上,Incendiamoeba為新建立屬,其中文譯名「火變形蟲屬」尚未見正式規範,各媒體譯法可能存在出入。