火星上的生命可能是什么样子?智利沙漠提供了一些线索。

火星上的生命可能是什么样子?智利沙漠提供了一些线索。

火星是一片寒冷干燥的地狱,但这并不意味着地球没有一些更不适合居住的特征。如果你冒险前往智利北部的阿塔卡马沙漠,你会发现地球上最干燥的地方(除北极和南极外),那里的年平均降雨量为 0.6 英寸,有些地方甚至更少。这使得它成为一个不完美但有用的火星模拟地,所以如果你需要一个地方来测试一辆用于在这颗红色星球探索外星生命的探测器,阿塔卡马沙漠就是你要去的地方。一个国际研究小组正在做这件事,最近他们真的发现了一些意想不到的东西。

一辆机器人探测车负责在阿塔卡马沙漠测试一系列仪器,成功挖掘出地下土壤样本,这些样本含有极其特殊和独特的微生物生命形式。根据周四发表在《微生物学前沿》杂志上的研究结果,这项研究是有史以来首次在阿塔卡马这样的极端沙漠土壤表面下钻探并取回样本进行生物分析。此外,这是首次展示生命适应这种环境的能力,为我们很可能在火星表面下发现类似生命迹象的可能性敞开了大门。

“研究结果让我们乐观地认为,细菌生命能够适应火星地下的环境,”耶鲁国立大学新加坡分校的研究员、新研究的合著者斯蒂芬·波因廷 (Stephen Pointing) 说。“地球上没有任何地方像火星表面一样,其表面具有潜在的致命辐射水平,并且液态水极少。火星的夏日白天,赤道温度可能会升至舒适的 20 摄氏度,但到了晚上,温度会骤降至 -100 摄氏度。然而,就在地表之下,矿物土壤和岩石为极端条件提供了庇护,那里可能存在生命栖息地。”

地球上最像火星的土壤位于阿塔卡马沙漠。它们干燥、缺乏营养,而且盐分极高,呈碱性。试验火星车任务的目的主要是测试在火星表面下钻探的可行性,以便回收样本,然后对其进行检测,以寻找潜在的火星“生物特征”,即火星上曾经存在(或可能仍然存在)生命的化学迹象。

钻探并不容易。你必须确保能够深入地下足够深的地方,在不损害任何生物特征完整性的情况下回收样本。在我们将一个崭新的钻探机器人降落在这颗红色星球上之前,我们要确保它知道自己在做什么。因此,在由美国宇航局的行星探索天体生物学科学与技术计划资助的项目中,Pointing 和他的同事于 2013 年将一辆火星车部​​署到阿塔卡马,看看火星车获取的样本是否有一天可以用来识别火星表面下微生物生命的生物特征。

他们发现的结果完全出乎意料。试验车收集的地下土壤样本确实含有细菌,能够在极盐和碱性土壤中茁壮成长。但更令人震惊的是,这些细菌群落分布清晰,分区明确——这是一个重要迹象,表明这些种群足够先进,能够以充分利用有限资源的方式自我组织。在更深的地下 80 厘米深处,研究小组发现,一组特定的细菌能够存活下来,因为它们学会了如何代谢温室气体甲烷。

波因廷认为这些发现令人兴奋,因为细菌足够顽强,能够在阿塔卡马地下的恶劣条件下生存,足够特殊,能够在有限的资源和营养物质下生存,并且进化到足以代谢甲烷,那么火星上的外星生命也可能做到了同样的事情。“这些细菌显然在适宜居住的极限下生存,”他说。

在我们对未来火星探测器可能发现的东西过度兴奋之前,我们有足够的谨慎空间。细菌群落的不均匀性表明,我们只能随机钻探,希望能偶然发现一些东西。更糟糕的是,含有地下细菌的土壤部分都显示出近期有水输入的历史——据我们所知,数十亿年来,火星的大部分地区基本上都是干涸的。任何基于这些发现的火星生命研究都需要很好地了解哪些地方最近最有可能适合生命生存。

科罗拉多大学博尔德分校行星科学家布莱恩·海尼克 (Brian Hynek) 并未参与这项研究,他认为这项研究非常有用,可以证明我们需要一些技术来真正了解火星的宜居性历史。但他指出,这项研究收集的生物质量很少,而且在火星表面发现微生物和在土壤中发现微生物之间没有真正的关联。“对我来说,”他警告说,“这项研究表明,我们在火星沙漠土壤环境的浅层地下发现生命的可能性很低。”

此外,利用阿塔卡马沙漠预测火星上可能出现的情况的局限性再怎么强调也不为过。“像所有类似情况一样,存在着重大差异,限制了结果在火星上的应用,”海尼克说。它们为我们提供了一个起点,但阿塔卡马沙漠仍然远不及火星表面那么恶劣。

尽管如此,这些发现还是让我们更加理解,正如我们的救世主杰夫·高布伦在《侏罗纪公园》中所说,生命总能找到自己的出路。如果生命在地球上存在,那么很久以前,在更潮湿、更温暖的火星上,生命也有可能存在。而如今,在火星上,生命可能仍然可能存在。

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