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远古的火星上有生命吗? 以居住在有毒火山湖的微生物为线索

哥斯达黎加波阿斯山顶附近的高酸度湖泊,拉古纳卡连特/由贾斯汀·王提供( CNN )位于中美哥斯达黎加波阿斯山山顶附近,是地球上酸度最高的湖泊之一——拉古纳·卡特。 讴歌鲜艳蓝色的湖泊充满了有毒的金属。 环境恶劣,水温在38~90度之间波动,拉古纳·卡连特也是少数幸运科学家为了加深对火星的了解而到访的地方。 火山活动导致地下水被加热,频繁发生水蒸气喷发,喷出灰烬、岩石、蒸汽

但是,根据学术杂志《前沿天体与空间科学》最近发表的新研究等,微生物找到了在这样的地球上屈指可数的恶劣环境中生存的方法。 该湖生物多样性不高,但微生物已通过多种途径成功适应生存。 “我们的研究结果表明,即使在地球上最恶劣的环境中生命也能生存下去”。 这样说的是执笔论文的贾斯汀·。 他是科罗拉多大学博尔德分校的研究生,也担任该大学的研究助手。 汪说:“很难想象越是频繁喷发的超酸性火山湖,对生命来说越恶劣的环境。” “从生物多样性低、在我们的试样中看到的大量适应和代谢可以看出,栖息着高度特定于该环境的微生物” 据说这种异世界般的环境,暗示着数十亿年前火星上是如何存在生命的,并告诉我们在火星上寻找远古生命证据的新场所。

在2019年的实地调查中,站在喷气孔附近的贾斯汀·王/由贾斯汀·王提供两湖故事 山顶附近的两个火口湖都是火山口积水形成的,但彼此之间的差异再也没有了。 另一方面,休止中的火山口有被热带植物包围的博托斯湖。 另一个活动中的火山口是拉古纳·卡连特,湖中含有液体硫和铁。 这个湖产生的气体会产生酸雨和酸雾,伤害附近的生态系统,使前来探险的人的眼睛和肺部发炎。 研究小组分别在2013年、17年、19年进行了3次湖泊实地调查。 19年的调查结果还没有出来,但这次旅行对汪氏来说是难忘的。波阿斯火山是位于哥斯达黎加热带雨林中的一座山,最近于17年和19年喷发。 受火山释放的有毒气体的影响,周围不存在生命。某等人于19年11月,在火口湖重新形成一个月后访问了山。 由于酸分解了地表物质,土壤松弛,所以旅行时要注意脚下。 湖的一部分沸腾了,从被称为喷气孔的开口部喷出高温的硫磺气体。 湖的周围有沸腾的水和酸堆积的地方,一接近湖岸,通过鞋底就能感受到火山的热度。 研究小组和13年或17年的调查一样,从湖上回收试样。 回忆说:“从这个湖上采集样品是一次强烈而惊险的体验。”“能来到这里的科学家在世界上也是少数,能成为其中之一真的很幸运。

有毒气体进入的拉古纳.卡连特/由贾斯汀·王提供在极限环境中生存 13年,研究小组确认湖中栖息着嗜酸性细菌的阿德福拉姆属。 这种细菌不仅可以在拉古纳卡连特这样的热水系统中发现,也经常在酸性的矿山废水中发现,具有很多可以在多种环境中生存的基因。 17年再次返回调查之前,当地发生了进一步的喷火。 研究小组收集了追加的试样,发现居住在湖上的细菌呈现出比预想的稍高的多样性。 进一步进行DNA分析的结果表明,脂膜属创造出了转化硫、铁、砷等元素生成生存所需能量的方法。

指出:“从13年到17年,虽然多次发生了让有毒金属、强酸、热量流入的水蒸气喷火,但还是有几个相同的微生物在同一环境中。” 研究小组17年3月采集试样约1个月后,波斯火山这次发生了岩浆喷发。 据论文合著者、哥斯达黎加火山地震观测所的火山学家杰弗里·法耶巴德介绍,爆炸的力量使岩石飞溅到1.6公里多远的地方,喷出了熔岩。 除了水从火口湖流出外,火山口约3600米的上空多次冒出喷烟。法耶巴德说:“我想弄清楚生命是如何回到这个环境中来的。” “从我们的研究中得出的主要假说是,波阿斯火山的生物在这样的极限环境中也能够在周缘部生存。 在此基础上,希望不仅是火口湖,在湖岸线和相关的地下水系统等附近可能有生命的所有地方都能采集到样品”
为了确认极限环境对生物的影响,研究者们今后也将继续采集试样/由贾斯汀·王提供寻找生命氏等人的研究中发现的遗传适应表明,与地球的一部分极限环境一样,在火星的热水环境中也有可能存在生命。 热水系统提供生命形成和进化所需的热量、水和能量。 以前的火星探测调查了陨石坑和河流等太古水源,但研究小组认为,在外星生命的探索中,太古温泉将成为另一个重要的调查对象。 担任论文合著者的布莱恩·海涅克指出:“初期的火星火山活动活跃,地表附近的水也丰富,所以找到这样的地方并不难。” 他是科罗拉多大学博尔德分校地质科学科的副教授,也是该大气宇宙物理学研究所的助教。 “实际上,我们根据从环绕轨道中检测到的含硫矿物的痕迹,在火星各地发现了很多'干涸的黄石(热水泉)’。”(海涅克) 据说,美国国家航空航天局( NASA )的探测车精神号在04年~11年探测火星时,也发现了成为岩浆通道的“火道”。 试图理解极限环境微生物的研究迫切需要科学家改变对生命极限的看法,无论对象地点是活火山火口湖还是海底热液喷口。 这也关系到改变研究者对生命在地球以外行星恶劣环境下可以如何存在的想法。 只是,氏警告说不应该采取过于“以地球为中心”的方法。 他指出,地球上的生命通常在有水的地方发现,但在过去的火星上,水的存在更为限定和暂时。 “我认为我们有必要改变关于地球外生命的想法”“有必要在考虑到地球外环境的特异地质史的基础上,将其与地球上的环境进行对照。 如果说在火星上河流不稳定的同时,温泉却广泛存在的话,那么作为生命存在的地方,最有可能的恐怕就是热水环境了吧。”(氏)

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