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沙漠中的细菌,能这样帮人类去火星寻找生命

沙漠中的细菌,能这样帮人类去火星寻找生命

火星上到底有生命吗?作为人类,大多数还是希望有的,既满足了我们的好奇心,又给我们带来了“希望”。最近的一项研究表明, 在地球沙漠中的石英岩下发现了一种被称为低石蓝细菌的微生物,它所采用的生存技巧可能指示着火星上微生物是如何生存的。

 

麦克默多干谷是南极大陆上最奇特的地区之一,虽然地处南极,但一直都很少有冰的存在;这是一个巨大的无冰区,而且是世界上环境最恶劣的沙漠之一。数十年来,它都没有在这些山谷下过雨,环境十分恶劣,在那里,只有一些微生物和一类专化性的特殊真菌)能生长在裂缝和岩石中。环境研究和耶鲁美国学院科学主任Steve Pointing说:“火星表面是一个极端寒冷的沙漠,因此探索火星上过去或现在生活痕迹,第一步是确定我们所知道在地球上类似的环境中生活的生物,这最好的类比之一是南极洲的麦克默多干谷。”

在这些山谷的石英岩下面,细菌的存在形成了一个小社区。这些光合作用的蓝藻被称为羽状石,它们已经适应了对于大多数其他生物而言过于苛刻的生活条件。这些微生物是极端微生物,它们勾画出生命可以存在的外部界限,并在世界各地的沙漠中被发现。 Pointing和他的同事们在全球各大洲的沙漠中采集了石英蓝细菌。他们发现沙漠条件变化特别大,蓝藻在一些沙漠中繁盛,而在其他沙漠中则不然。例如,一些沙漠地区有罕见的极端降雨,而其他地区则有一致的隔夜雾将水引入生态系统。

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亚低温蓝藻在沙漠生态系统中占有一席之地。它们生活的石英岩让一些光线进入,却又保护它们免受潜在的破坏性紫外线辐射。由于它们会进行光合作用,这些细菌是沙漠生物质的主要来源,使它们成为生态系统食物链的基础。奥克兰理工大学微生物学家Donnabella Lacap-Bugler说:“如果我们能够理解这些低石化群落如何在这些恶劣的环境中生存下来,那么它可能会提供给我们探测其他星球上生命的可能性。”

从加利福尼亚死亡谷的酷热到南极冰点,团队共收集了64个低石化社区,看它们的沙漠组成是否不同。“虽然蓝细菌在不同沙漠地区的低石化群落中普遍存在,但是有些属性比其他地区更占优势,像南极和西藏沙漠这样的寒冷沙漠往往会含有更多丰富的丝状蓝藻,称为Phormidium。”Lacap-Bugler说。Phormidium是一种蓝细菌,在显微镜下看起来像短的意大利细面条,它在麦克默多干谷这样的地方表现不错。

 

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在热沙漠中,Chroococcidiopsis更丰富。这种光合微生物类似于一种小型的布鲁塞尔芽,在一个社区中,个体聚集在一起呈绿色的球状。Chroococcidiopsis通过分泌吸收水分的细胞存活在炎热的沙漠中。在这些沙漠地区,雾或其他小而有规律的水分输入是最普遍的。所以它们是火星生命中更好的类比物。虽然它缺乏全球磁场和厚厚的氛围来抵御太阳辐射的冲击,但Chroococcidiopsis保持水分的策略是可以保护它免受高水平辐射的。

这项研究的下一步是对这些蓝藻群落的全基因组进行测序,以揭示能够在这种极端环境下生存的独特基因。科学的研究成果将会帮助人类向火星的微生物方向研究迈进,或许它们就象沙漠当中的微生物一样,长年处于蛰伏状态,以应付火星当中最干燥、最寒冷的气候。(科技新发现 康斯坦丁/文)



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