在地球上最极端的沙漠中寻找火星人

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美国宇航局的一辆探测车在类似火星的阿塔卡马沙漠中进行一些活动。Stephen B. Pointing教授

当涉及到寻找微生物时火星在美国,向地球上最干旱的环境发射机器人探测车是一个很好的开始。而且,如果我们在这颗红色星球上发现这些单细胞生物,科学家们已经知道我们可以给它们起什么名字了。

正如2019年2月发表在《科学》杂志上的一项研究所述微生物学前沿一组研究人员探索了智利阿塔卡马沙漠的极端环境。他们想要制定策略,让未来的机器人探索者可以用来寻找火星微生物的藏身之处。虽然一直有传言说阿塔卡马外星人在这个地区也发现了,它被发现完全是另一种东西。

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2020年,美国宇航局和欧洲航天局都将向这颗红色星球发射第一批生命探测探测器(分别是火星2020和ExoMars探测器任务),因此任务管理者需要知道从哪里寻找。

火星……究竟

阿塔卡马沙漠是生命生存的极限。该地区不仅极度干燥——沙漠的核心地带几十年没有降雨——而且由于海拔高,它还会受到高强度的破坏性紫外线辐射。此外,这里的土壤非常咸。这些因素应该会使阿塔卡马沙漠对生命有害,但据团队负责人、新加坡耶鲁大学-新加坡国立大学学院教授斯蒂芬·廷廷说,地表以下的一些细菌物种“在可居住的极限下生存”。这是非常这对在火星上发现微生物的前景是个好消息。

廷廷的团队在阿塔卡马沙漠部署了一个自动漫游车钻机和采样设备,看看它是否能将含有微生物的土壤样本提取到80厘米深(略高于2.5英尺)。作为对比,样本也是手工挖掘出来的。通过DNA测序,研究人员发现两种方法样本中的细菌寿命相似,证实了这些耐劳细菌的存在,并且自主提取方法是成功的。这次测试带来了希望,如果微生物也在火星表面以下茁壮成长,机器人就能找到它们。

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美国宇航局的探测车在阿塔卡马沙漠进行钻探”width=
漫游者在阿塔卡马沙漠中挥舞着钻头和样本采集系统。
Stephen B. Pointing教授

“这些结果让我们有理由乐观地认为,细菌生命可以忍受火星地下的条件,”廷廷说。但是,他警告说,对于远程操作的火星探测器来说,在火星上寻找微生物的生物特征可能非常具有挑战性,因为他们发现地下细菌种群非常分散,这与盐水平的增加有关,这限制了微生物获得水的可用性。

他说:“殖民的零散性质表明,在寻找火星细菌的过程中,漫游者将面临‘大海捞针’的情况。”

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住地下

先前的研究描述了沙漠表面无处不在的“相对不起眼的”光合细菌(从阳光中获取能量的微生物)。事情开始变得更有趣了——事实上,更多的外星人——就在表面之下,Pointing补充道。

他说:“我们发现,随着深度的增加,细菌群落被能够在极咸和碱性土壤中茁壮成长的细菌所主导。”“在水下80厘米深处,它们又被一种特定的细菌所取代,这种细菌通过代谢甲烷而生存。”

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这些特殊的微生物以前在深矿井和其他地下环境中被发现过,但从未在干旱的沙漠表面下被发现过。“我们发现的细菌群落非常缺乏复杂性,这可能反映了它们在极端压力下发展,”廷廷说。

在阿塔卡马沙漠中发现的高度专业化的微生物可以在极其干燥、咸咸和碱性的类似火星的土壤中茁壮成长,这表明利用甲烷的细菌也可以在这颗红色星球上茁壮成长。

如果你还记得关于发现高水平的火星上观测到的甲烷通过多年来各种航天器的观测(最近,美国宇航局的好奇号探测器进行了测量),你就会明白为什么火星上的甲烷很重要。在地球上,生物和地质过程产生甲烷,反过来,微生物可以将甲烷代谢为能量。

在火星大气中发现甲烷可能意味着地下存在某种活跃的生物。为了证实这一点,我们需要在地表以下钻探微生物,现在我们有了追踪它们的策略。

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火星微生物该叫什么

如果在火星上发现了微生物,这无疑将是人类历史上最重要的科学发现。但是,按照人类为新事物命名的自豪传统,我们会给新发现的火星邻居起什么名字呢?我们只是复制地球上生命命名的系统吗?18新利最新登入

“我们给(陆地上的)细菌命名拉丁名字的方式是基于它们彼此之间的进化关系,我们用它们的遗传密码来衡量这一点,”廷廷说。“如果火星细菌是一个完全独立的进化谱系——也就是说,它们在‘第二次起源’事件中从一个不同的共同祖先进化到地球细菌,那么火星细菌的命名将需要最高级别的一套全新的拉丁名称。”

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当然,如果我们发现火星生命的遗传密码与地球生命相似,那么在古代,生命可能是通过一次巨大的撞击从地球转移到火星的,这种机制被称为有生源说但如果我们真的发现了火星上出现的一种新的遗传密码,这将对我们理解生命产生深远的影响。

他总结道:“如果我们发现了真正的‘原生’火星细菌,我很想命名一种,并给它命名Planeta-desertum superstes在拉丁语中,这个词的意思是“沙漠星球上的幸存者”。

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