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火山湖中的非凡微生物 引发火星上一种潜在生命形式的猜想

2022-01-29 19:37:03 cnBeta.COM
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波阿斯火山的 Laguna Caliente 湖(图自:Justin Wang)

SCI Tech Daily 指出,某些“专业”的微生物,能够在类似于火星早期历史的条件下生存,表明其具有相当宽泛的适应能力。

这项研究实地走访了哥斯达黎加的波阿斯火山地带,那里的热液火山口湖,绝对是地球上最恶劣的栖息地之一。

水体本身具有超强的酸性、里面充斥着有毒金属元素、且温度范围从“相对舒适”到“有些沸腾”。

此外这里经常遭遇“潜水喷发”,可能导致蒸汽、灰烬、乃至岩石的突然爆炸。

火山湖中主要生活着一类噬极噬酸的细菌(图自:Justin Wang)

尽管地球上的大多数生命形式都不待见如此恶劣的环境,但充满热液的火山湖,很可能就是“梦开始的地方”。

在这项研究的基础上,我们不禁开始畅想地外是否也有如此能够在恶劣环境下生存的生命形式 —— 比如我们的邻居 —— 火星。

在这个极端的火山湖中,研究团队的一个主要主要发现是,即便只检出了少数几种微生物,但它们可能有多种生存方式。

其相信这些微生物可在火山爆发时的湖边生存,因而拥有相对广泛的基因阵列就显得更加有用。

现场调查作业(图自:Justin Wang)

这项跨学科合作,是对 2013 年之前的相关工作的一个延续。不过当时,研究人员只在火山湖中发现了其中一种嗜酸菌属微生物。

不过所料的是,这种细菌常见于酸性矿山排水和热液系统中,且已知它们具有适应不同环境的多组基因。

之后几年,这里发生了一系列的火山喷发事件,于是研究团队也在 2017 年重返现场考察,旨在了解微生物的多样性是否发生了变化、以及更全面地研究其生化过程。

最新工作表明,热液系统中的微生物多样性确实有所增加,但火山湖中依然由嗜酸性细菌占主导地位。

研究配图 1:2013 ~ 2017 年间的野外记录(来自:Frontiersin)

通过对湖泊样本中生物体的 DNA 进行测序,研究团队证实这些细菌具有多种生化能力,可助其耐受极端和动态的条件。

其中包括使用硫、铁、砷、碳固定(如植物)、简单 / 复杂的糖、生物塑料颗粒(微生物可以在压力或饥饿期间产生,并用作能量和碳储备)作为能量的产生途径。

Justin Wang 补充道,尽管预期会发现许多有趣的基因,但鉴于火山湖本身的生物多样性就偏低,他们还是相当惊讶于有如此奇妙的发现。

研究配图 4:火山湖细菌宏基因组样本的 PHB 循环示例(酶以绿字显示)

考虑到火星和地球在许多方面都存在着较高的相似性,热液系统或在两颗星球的生命进化与维持上(包括提供热量、水、以及能量),都扮演了相当重要的角色。

此前许多在火星上寻找生命的研究,多将注意力放在了河床或河流三角洲上。但新研究的建议是,我们不妨更多地去关注此前出现过热液的地方(或在火星上存在了数十亿年)。

责任编辑:bH_03116

关键词: 科学探索 火山湖中的非凡微生物 引发火星上一种潜在生命

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