科學家在地球上“最像火星”的地方找到了生命

作為地球上最乾旱的地區之一，在智利的阿塔卡馬沙漠，你怎麽也想不到，原計劃的行程會因為雨水而受到阻礙。

碰巧的是，柏林工業大學的天體生物學家德克·舒爾茨-馬庫赫（Dirk Schulze-Makuch）就有如此“幸運”。2015年初，他準備前往阿塔卡馬沙漠實地考察，試圖搜尋極端乾燥環境中的生命。（在地球上，比阿塔卡馬沙漠更乾燥的地區只有南極乾谷。）到了3月份，阿塔卡馬沙漠下了一場反常的暴雨。“你得花幾個月時間提前準備，然後，我的天，那裡下雨了。”舒爾茨-馬庫赫說。

阿塔卡馬沙漠是地球上最像火星的地區之一。

不過，這也有好的一面。這場暴雨讓舒爾茨-馬庫赫的研究團隊有了一個特殊的機會，他們得以研究當阿塔卡馬沙漠最乾旱的地區迎來難得一遇的雨水時，那裡會發生什麽。

在這場罕見的暴雨過後，阿塔卡馬沙漠較為濕潤的地區出現了一片壯觀的花田，但最乾燥的地區依舊寸草不生，放眼望去，除了泥土和岩石，一無所有。“那很難描述，它就像一顆不同的星球，可以說是毫無生機。”舒爾茨-馬庫赫說。

其實也不盡然。他的研究團隊發現，即使在最乾旱的地區，暴雨過後也有微生物蓬勃生長。當該團隊2016年和2017年兩次重返時，他們發現，微生物數量減少了，但看上去依然活躍。

在此之前，科學家已經在阿塔卡馬沙漠發現過微生物的DNA。有幾次，他們甚至從那裡取回微生物樣本，放在培養皿中進行培殖。

不過，科學家沒有搞清楚這些微生物究竟是阿塔卡馬沙漠的永久居民，還是乘著沙漠陣風而來的匆匆過客。“問題在於，這些生物是到了這裡就死亡了，還是成功等到雨水生存了下來。”馬德裡天體生物學中心的研究員阿曼多·阿蘇亞-布斯托斯（Armando Azua-Bustos）說。

新的研究論文堅信，它們能夠在沙漠土壤中生存。（舒爾茨-馬庫赫團隊聚焦的是生活在沙漠土壤中的微生物，即從地表往下約30厘米。在此之外，鹽岩往下更深的地方還生活著其他微生物，它們可以吸收深層土壤中的少量水分。舒爾茨-馬庫赫團隊研究的微生物不大可能接觸到這些更深處的水源。）

研究人員在阿塔卡馬沙漠采樣。

為了證明這些微生物真的可以存活下來，舒爾茨-馬庫赫團隊使用了一整套方法。“他們真的是無所不用其極。”亞利桑那大學的土壤科學家茱莉婭·尼爾森（Julia Neilson）說。例如，普通的DNA測序可能混入死亡細胞。於是，該團隊專門挑出了完整的活細胞，單獨對它們的DNA進行了測序。

此外，他們還搜尋了生命活躍的證據，包括：酶，細胞中被譽為“能量貨幣”的ATP分子，DNA複製，以及會在細胞活躍時出現的其他分子。在2015年進行的研究中，他們找到了所有這些證據。

當這支團隊2016年和2017年故地重訪時，他們發現，土壤中完整細胞內的DNA和ATP減少了許多。微生物的繁榮只是暫時的，但它們也沒有全都死亡或完全進入休眠狀態。在阿塔卡馬沙漠兩處最乾旱的地點，細胞內ATP的數量非常少，但也並不為零。即使在如此嚴酷、乾旱的環境中，一些頗能“吃苦”的微生物還是活了下來。

這些地方也有可能存活著其他微生物，但活躍水準太低，以至於無法被檢測到。“這引出了有關檢測能力極限的問題。”比格洛海洋科學實驗室的研究員傑基·古迪爾（Jackie Goordial）說，他專門研究極端環境中的微生物。“在深海或永久凍土中，據估計有的細胞每1,000-10,000年才複製一次，那麽你要如何對此進行檢測呢？”古迪爾說。

科學家往往對極端環境很感興趣，比如阿塔卡馬沙漠或永久凍土，因為他們想了解生命的極限——不僅是在地球上，還包括整個宇宙。

舒爾茨-馬庫赫團隊的一部分科研資金是由歐洲研究委員會提供的，目的是研究火星的宜居程度。舒爾茨-馬庫赫指出，如果以阿塔卡馬沙漠為例，你會發現，“那裡不必一直保持濕潤，只需偶爾有水分補充，生命就可以存活。我們認為火星上的情形是類似的，只是還要更極端一些。”

對於阿塔卡馬沙漠的微生物，科學家仍有很多疑問有待解答。例如，如果它們在乾旱期仍然活躍，它們是如何做到的呢？

翻譯 | 何無魚；校對 | 其奇

來源 | The Atlantic