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地球真正的生命禁區:集齊這3個條件,誰都活不下來?

[ 來源:環球科學 | 作者:本站 | 發布時間:2019-11-22 | 瀏覽:2557次 ]

地球是目前已知的孕育了生命的唯一星球,水和適宜的環境條件也是生命存在的重要因素。但是,最近有研究指出,即使是在地球上,也有生命無法存在的區域。這些極端環境能給外星生命探索帶來極大啟示...

撰文丨Yasemin Saplakoglu

翻譯丨于穎卓

編輯丨楊心舟

極端的生存環境

在埃塞俄比亞北部酷熱的達洛爾火山地區,交織的綠色和黃色組成了一幅神奇的風景畫。這片外星世界般的區域遍布著高溫的熱液池,是地球上最為極端的環境之一。根據最近發表在《自然-生態學與進化》上的一項新研究,這里的一些熱液池可能完全沒有生命存在。

這項研究的通訊作者、法國國家科學中心的研究主任Purificación López-García介紹說,在進化的過程中,地球上的多種生命形式逐步適應了一些極端惡劣的生存條件,例如超高溫、強酸性或者鹽度極高的環境。

但是,如果有一個地方同時結合了這三種極端環境,還會有生命存在嗎?

達洛爾熱液區就是這樣一個地方。為了探究這里的極端環境是否已經超越了地球生命的忍耐限度,研究人員對熱液池里的鹵水(鹽度極高的水溶液)進行了大量的采樣。一些樣品具有高溫、高鹽、強酸性,另一些僅僅是高溫高鹽,但酸性不強。研究人員隨后分析了樣品中的所有遺傳物質,以確定是否有生命存在。

López-García說,一些環境比較溫和的熱液池中充滿了氯化鈉,但某些微生物能夠忍受這種生存條件;更極端的環境則含有高濃度的鎂鹽,而這對生命的生存“有害”,因為鎂元素會破壞細胞膜。

在這些高溫、強酸性且含有高濃度鎂鹽的極端環境中,研究人員沒有找到DNA,即沒有發現任何活著的有機體存在的蹤跡。López-García表示,如果像不斷放大圖片一樣,對這些樣品進行深層次的仔細分析,確實可以檢測到少量DNA的痕跡,它們來自一種叫做“古細菌”(archaea)的單細胞生物。但是研究人員猜測,這些DNA可能來源于附近區域,由于人為活動或風力作用才造成了研究區樣品的污染。

另一方面,在生存環境相對溫和的熱液池,研究人員發現了大量微生物,其中多數還是古細菌。López-García說:“古細菌的多樣性真的非常高,這令我們感到驚奇。”研究人員發現其中的一些古細菌是眾所周知的嗜鹽菌,沒想到它們在低鹽的環境中也能存活。

López-García補充說,研究結果表明,我們需要對極端環境進行區分,因為有一些極端環境能夠孕育生命而另一些則不能。在我們尋找宇宙中的其他生命時,需要特別考慮這一點。“有一種想法是,任何表面存在液態水的星球都有可能存在生命。”她說。但是就像埃塞俄比亞的案例所揭示的,“水也許是生命存在的必要條件,但絕不是充分條件。”

此外,研究人員通過使用電子顯微鏡,還在所有的熱液池(不論是否有生命存在)中檢測到了一些“生物形態”,即“類似微小細胞的礦物質沉淀”。López-García說:“如果你在火星或者在化石中發現了一些微小的圓形物體,你也許傾向于認為它們是微體化石,但實際上可能并非如此。”

生命真的不存在?

不過,也有人提出了質疑的聲音。北愛爾蘭貝爾法斯特女王大學的講師John Hallsworth在《自然-生態學與進化》雜志上發表了一篇評論文章,指出這項研究存在不足之處。他寫道,例如,研究人員的DNA分析無法確定檢測到的生物是否存活,而且目前尚不清楚他們對水的性質(例如pH)的測量是否準確。

即便如此,該研究團隊還是“還是成功地描述了各種物理化學條件下鹵水環境中的地球化學性質,以及微生物多樣性,并且還揭示了現有古細菌群落的高度多樣性。”Hallsworth這樣寫道。

另外,幾個月前,另一組研究人員也對達洛爾地區的水域進行了采樣,卻得出了相反的結論。該研究的第一作者、西班牙太空生物學研究中心的生物化學家Felipe Gómez表示,即便是在洛達爾地區最極端的熱液環境中,古細菌仍然“欣欣向榮”,而且他們對多種古細菌的分析表明,這些微生物并非來自周圍地區的污染。研究結果于今年5月發表在《科學報告》雜志上。

“考慮到樣品存在被污染的風險,微生物學家在極端環境中工作時,應采取各種預防措施來避免它。” Gómez說,“在我們的工作中,我們都是通過在完全無菌的條件下采樣來避免污染。”目前尚不清楚為什么這些研究之間存在差異。他表示:“盡管新研究聲稱沒有重復我們的發現,但這并不意味著我們的結論就是錯誤的,未來還有許多研究工作有待開展。”

López-García認為,Gómez 等人的研究結果“缺乏說服力”,因為他們只找到了一種古細菌,而且這種古細菌與生活在附近區域的古細菌十分相似。另外,他們也“沒有采取足夠的措施來避免污染”。

她說,達洛爾地區的古菌分布十分廣泛,因此Gómez 等人在極端熱液環境中發現的古菌蹤跡可能只是風或者人類影響的結果,正如她自己的研究團隊遇到的那樣。

原文鏈接:

https://www.livescience.com/life-not-found-most-extreme-pools-dallol-ethiopia.html

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