“火星生命”會以何種形式存在?

2022年08月10日17:23

參考消息網8月10日報導 據美國《科學日報》網站6月21日報導,從北極以南大約900公里處的加拿大“失落之錘泉”附近的表層沉積物中提取的微生物,或可提供那種可能一度在火星存在過或仍然存在的生命形式模型。

位於加拿大高緯北極地區的“失落之錘泉”的永久凍土層下含鹽極高、非常寒冷而且幾乎無氧的環境與火星上的某些區域極其相似。因此,如果你想更多瞭解火星上可能一度存在——或可能仍然存在的各種生命形式,這是一個合適的探究地區。麥基爾大學研究人員在極端困難的條件下經過苦苦搜尋,終於找到了以前從未發現的微生物。

而且,借助最先進的基因技術方法,他們深入瞭解了這些微生物的新陳代謝。在最近發表的一篇論文中,科學家首次證明了在加拿大高緯地區——環境條件類似火星——發現的微生物群落可依靠食用和吸入一種已在火星上探測到的簡單無機化合物生存,如甲烷、硫化物、硫酸鹽、一氧化碳和二氧化碳。這一發現如此扣人心弦,因此歐洲航天局已選中“失落之錘泉”的表層沉積物樣本,用於檢測下次“火星太空生物學”計劃使用的儀器的生命探測能力。

位於加拿大高緯地區努納武特的“失落之錘泉”是迄今發現的最寒冷和鹽分最高的陸地泉之一。穿過600米永久凍土來到地表的水極鹹(鹽度約24%),溫度常年零度以下(約零下5攝氏度),而且幾乎不含氧。極高的含鹽濃度令“失落之錘泉”不會凍結,因此保持了流動水生活環境,即使是在零度以下。這些條件與火星上的某些區域類似,那些區域觀測到普遍存在的鹽層和可能的寒冷鹽泉。雖然早些時候的研究已經發現了這種類似火星環境下存在微生物的證據,但是,這次是非常罕見的發現活躍微生物的研究。

為了深入瞭解火星上可能存在的生命形式情況,以麥基爾大學自然資源科學系萊爾·懷特牽頭的研究小組,利用最先進的基因手段和單細胞微生物學方法,發現並描述了在這個獨一無二的泉水中存在的珍奇微生物群。更重要的是,它們是活躍的微生物群。在發現這些微生物後,研究人員對其進行了脫氧核糖核酸(DNA)和信使核糖核酸(mRNA)基因測序。

懷特實驗室的博士生、論文第一作者愛麗絲·馬格努森說:“我們對這些沉積物研究了好幾年才成功發現了活躍的微生物群。由於環境含鹽高,加上提取樣本以及對微生物進行基因測序,因此當我們得以發現活躍的微生物群的證據時,那是令人非常滿意的經曆。”

研究小組對泉水群落進行分離和DNA測序,讓將近110個微生物重建基因組,其中大多數以前從未見過。透過這些基因組,研究小組能夠確定生物如何在這種獨特的極端環境下生存繁衍,作為類似環境下潛在生命形式的模型。通過mRNA測序,研究小組得以發現基因組中的活躍基因,基本上確定在極端泉水環境下積極新陳代謝的一些非常不同尋常的微生物。

懷特補充說:“我們‘在失落之錘泉’發現並描述的微生物令人驚訝,因為,與其他微生物不一樣,它們不依靠有機物質或氧氣存活。相反,它們靠食用或吸入簡單的無機化合物生存,如甲烷、硫化物、硫酸鹽、一氧化碳和二氧化碳,火星上已發現所有這些物質。它們還能固定大氣中的二氧化碳和氮氣,這一切令其非常適應在地球及以外極端環境下生存和繁衍。”

下一步研究將是培養並進一步描述這種陌生微生物生態系統中數量龐大且活躍的成員的特徵,更好地理解它們能在“失落之錘泉”這種非常寒冷、含鹽高的淤泥中繁衍的原因與方式。研究人員希望,這將有助於人們分析在火星蓋爾隕石坑獲得的令人興奮而神秘的硫和碳同位素。

天問一號獲取的火星圖像(新華社)
天問一號獲取的火星圖像(新華社)
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