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科学家在地球上“最像火星”的地方找到了生命

原标题:科学家在地球上“最像火星”的地方找到了生命

作为地球上最干旱的地区之一,在智利的阿塔卡马沙漠,你怎么也想不到,原计划的行程会因为雨水而受到阻碍。

碰巧的是,柏林工业大学的天体生物学家德克·舒尔茨-马库赫(Dirk Schulze-Makuch)就有如此“幸运”。2015年初,他准备前往阿塔卡马沙漠实地考察,试图搜寻极端干燥环境中的生命。(在地球上,比阿塔卡马沙漠更干燥的地区只有南极干谷。)到了3月份,阿塔卡马沙漠下了一场反常的暴雨。“你得花几个月时间提前准备,然后,我的天,那里下雨了。”舒尔茨-马库赫说。

阿塔卡马沙漠是地球上最像火星的地区之一。

不过,这也有好的一面。这场暴雨让舒尔茨-马库赫的研究团队有了一个特殊的机会,他们得以研究当阿塔卡马沙漠最干旱的地区迎来难得一遇的雨水时,那里会发生什么。在这场罕见的暴雨过后,阿塔卡马沙漠较为湿润的地区出现了一片壮观的花田,但最干燥的地区依旧寸草不生,放眼望去,除了泥土和岩石,一无所有。“那很难描述,它就像一颗不同的星球,可以说是毫无生机。”舒尔茨-马库赫说。

其实也不尽然。他的研究团队发现,即使在最干旱的地区,暴雨过后也有微生物蓬勃生长。当该团队2016年和2017年两次重返时,他们发现,微生物数量减少了,但看上去依然活跃。

在此之前,科学家已经在阿塔卡马沙漠发现过微生物的DNA。有几次,他们甚至从那里取回微生物样本,放在培养皿中进行培殖。不过,科学家没有搞清楚这些微生物究竟是阿塔卡马沙漠的永久居民,还是乘着沙漠阵风而来的匆匆过客。“问题在于,这些生物是到了这里就死亡了,还是成功等到雨水生存了下来。”马德里天体生物学中心的研究员阿曼多·阿苏亚-布斯托斯(Armando Azua-Bustos)说。新的研究论文坚信,它们能够在沙漠土壤中生存。

(舒尔茨-马库赫团队聚焦的是生活在沙漠土壤中的微生物,即从地表往下约30厘米。在此之外,盐岩往下更深的地方还生活着其他微生物,它们可以吸收深层土壤中的少量水分。舒尔茨-马库赫团队研究的微生物不大可能接触到这些更深处的水源。)

研究人员在阿塔卡马沙漠采样。

为了证明这些微生物真的可以存活下来,舒尔茨-马库赫团队使用了一整套方法。“他们真的是无所不用其极。”亚利桑那大学的土壤科学家茱莉娅·尼尔森(Julia Neilson)说。例如,普通的DNA测序可能混入死亡细胞。于是,该团队专门挑出了完整的活细胞,单独对它们的DNA进行了测序。此外,他们还搜寻了生命活跃的证据,包括:酶,细胞中被誉为“能量货币”的ATP分子,DNA复制,以及会在细胞活跃时出现的其他分子。在2015年进行的研究中,他们找到了所有这些证据。

当这支团队2016年和2017年故地重访时,他们发现,土壤中完整细胞内的DNA和ATP减少了许多。微生物的繁荣只是暂时的,但它们也没有全都死亡或完全进入休眠状态。在阿塔卡马沙漠两处最干旱的地点,细胞内ATP的数量非常少,但也并不为零。即使在如此严酷、干旱的环境中,一些颇能“吃苦”的微生物还是活了下来。

这些地方也有可能存活着其他微生物,但活跃水平太低,以至于无法被检测到。“这引出了有关检测能力极限的问题。”比格洛海洋科学实验室的研究员杰基·古迪尔(Jackie Goordial)说,他专门研究极端环境中的微生物。“在深海或永久冻土中,据估计有的细胞每1,000-10,000年才复制一次,那么你要如何对此进行检测呢?”古迪尔说。

科学家往往对极端环境很感兴趣,比如阿塔卡马沙漠或永久冻土,因为他们想了解生命的极限——不仅是在地球上,还包括整个宇宙。舒尔茨-马库赫团队的一部分科研资金是由欧洲研究委员会提供的,目的是研究火星的宜居程度。舒尔茨-马库赫指出,如果以阿塔卡马沙漠为例,你会发现,“那里不必一直保持湿润,只需偶尔有水分补充,生命就可以存活。我们认为火星上的情形是类似的,只是还要更极端一些。”

对于阿塔卡马沙漠的微生物,科学家仍有很多疑问有待解答。例如,如果它们在干旱期仍然活跃,它们是如何做到的呢?今年3月,舒尔茨-马库赫将再次前往阿塔卡马沙漠考察,他不知道届时那里是否还会下雨。

翻译:何无鱼

校对:其奇

编辑:漫倩

来源: The Atlantic

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