据《天文学和空间科学前沿》(Frontiers in Astronomy and Space Science)的新报道,一些特殊的微生物能在类似于火星早期历史的条件下生存,这可能要归功于其广泛的适应性。
哥斯达黎加Poás火山的热液火山口湖是地球上最危险的栖息地之一。水是超酸性的,充满了有毒金属,温度从舒适到沸腾不等。此外,周期性的“火山喷发”会引起蒸汽、火山灰和岩石的突然爆炸。尽管如此致命的爆发,热液环境可能是地球上最早的生命形式开始的地方——火星上也一样。研究这些生存在如此恶劣环境下的微生物提供了生命是否存在以及如何存在的线索。
“我们的一个重要发现是,在这个火山湖中,我们只检测到了几种微生物,但它们有潜在的多种生存方式,”美国科罗拉多大学博尔德分校的研究生Justin Wang说。“我们相信,当火山喷发发生时,它们是在湖边生存来实现生命的延续。在这种情况下,拥有相对广泛的基因序列将是有用的。”
目前的跨学科合作是在2013年之前的工作基础上进行的。当时,研究人员发现,在Poás火山湖中有一种来自酸化菌属的微生物。意料之中的是,这种类型的细菌通常在酸性矿井排水和水热系统中发现,而且它们有适应不同环境的多种基因。
在接下来的几年里,发生了一系列的火山喷发,该团队在2017年再次考察微生物多样性是否发生了变化,并更全面地研究了这些生物的生化过程。这项最新的研究表明,生物多样性有所增加,但嗜酸菌仍占主导地位。
通过对湖泊样本中的生物进行DNA测序,该团队证实,这种细菌具有多种多样的生化能力,可能有助于它们适应极端和动态的条件。这些途径包括利用硫、铁、砷、碳固定(如植物)、利用单糖和复合糖以及生物微粒来产生能量。
“我们预计会发现很多基因,但考虑到湖泊的生物多样性较低,所以没想到会有这么多。”Wang说,“这真是一个惊喜,这就是在活火山口湖中的生存方式。”
尽管环境往往很致命,但热液系统为生命的进化提供了大部分关键成分,包括热量、水和能量。这就是为什么关于地球和火星的主要理论都集中在这些位置上。之前寻找火星生命的努力都集中在河床或河流三角洲上,但论文作者建议应该更多的关注过去的温泉遗址(它们在火星上存在了数十亿年)。
Wang说:“我们的研究为‘地球生命’如何在火星的热液环境中存在提供了一个假设,但火星上是否曾经存在过生命,它是否与地球上的微生物相似,仍然是一个大问题。我们希望我们的研究能引导探讨,让探测器优先在这些环境中寻找生命的迹象,例如,在杰泽罗环形山的边缘有一些很好的目标,那正是毅力号探测器现在所在的地方。”
(独家编译:科幻世界)
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