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標題: 一座位於火山口的極酸湖泊可能能夠展示出﹐生命是如何曾經生存於火星上的 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2022-2-7 03:56 PM 標題: 一座位於火山口的極酸湖泊可能能夠展示出﹐生命是如何曾經生存於火星上的

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　　在火星上搜尋生命並不是件容易的事。不僅僅是因為我們難以到達火星上﹐也是因為就我們所知﹐火星極度不適宜居住。然而﹐地球上的有些地方可以告訴我們﹐生命是如何可能曾經生存於火星上的﹐即便不是指現在﹐也是指火星45億年歷史上的某個時間點。你可能會認為這個地方是指沙漠﹐而你可能是對的。不過﹐火星環境的嚴苛程度遠超過沙漠更多。
　　科學家們調查了一些以某種方式﹐在地球上最不宜居的地方之一中存活下來的微生物﹐這個地方是哥斯大黎加一個火山口中﹐又熱又毒又酸的湖泊。這些嗜極微生物適應極端環境的方式可能可以告訴我們﹐微生物是曾經如何能在較年輕﹑較潮溼﹑以及較多火山的火星上生活的。
　　科羅拉多大學波德分校(University of Colorado Boulder)的天體生物學研究員(Justin Wang)說﹕「我們關鍵的發現之一是﹐在這個極端的火山湖中﹐我們雖然僅偵測到了幾種微生物﹐但是它們可能有多種方式能生存下去。我們認為﹐當火山爆發發生時﹐它們藉由在湖泊邊緣生存而做到這點。這時﹐擁有相對廣泛的基因序列將很有用。」。
　　這個湖泊被稱為Laguna Caliente(西班牙語﹐意思為「熱潟湖」)﹐坐落於哥斯大黎加活躍的波阿斯火山(Poas Volcano)的火山口。它是世界上最酸的湖泊之一﹐有一層液態硫漂浮於湖泊底部﹐且通常會產生區域性酸雨與酸霧。除此之外﹐水中還瀰漫著有毒金屬。它並不完全是充滿生命的地方。
　　但是﹐它也並非完全沒有任何生物居住。在2013年﹐一個由科羅拉多大學波德分校所領導的研究團隊發現﹐有單一種微生物存活於湖中。它們是來自嗜酸菌屬(Acidiphilium﹐意思為「愛好酸者」)的微生物﹐常被發現於居住在酸性環境中﹐且具有多種基因讓它們可以做到這點。
　　波阿斯火山持續在活躍著﹐且在2017年﹐它爆發了。很自然地﹐一組研究人員團隊決定要再次拜訪Laguna Caliente﹐來瞧瞧進行中的火山活動﹐會如何地影響他們在2013辨認出的微生物族群﹐尤其是因為火山爆發很有可能對湖泊進行滅菌。
　　研究人員從湖泊﹑硫磺塊﹑以及湖底部的沉積物中取出樣本﹐並對它們進行基因定序以及總體基因體定序(shotgun metagenomic sequencing)﹐來確認任何可能潛伏於其中的有機體。令人驚訝的是﹐嗜酸菌不僅僅還存在﹐還有其他小群微生物種亦存在。
　　嗜酸菌是居住於湖泊中的優勢物種﹐但是所有的物種都有顯著的生存適應能力。研究團隊發現這些細菌具有能夠賦予抗酸能力的基因﹑以及賦予抗熱能力的基因﹐這對於生存於一個可能會達到沸騰溫度的環境下是非常重要的。
　　除此之外﹐這些有機體具有廣泛種類的基因﹐能夠讓它們代謝各種可能對其他生物有害的物質。這些物質包括硫﹑鐵﹑以及砷。它們也具有能夠固碳的基因﹐也就是讓植物能夠將碳轉變成有機化合物的基因。此外﹐他們似乎也能夠處理簡單及複雜的醣類﹑還有生物塑膠顆粒﹐而這能夠讓它們在能源與碳資源匱乏時進行使用。
　　研究人員說﹕「我們是期待會找到很多基因﹐但是有鑑於這個湖泊的低生物多樣性﹐我們沒有預料到會找到這麼多。這蠻令人訝異的﹐但就生物得如何適應環境﹐以存活於一個活火山口湖而言﹐這絕對是合理的。」對天體生物學家而言﹐熱液環境是越來越有趣的研究主題。成功在這些極端地區蓬勃發展的有機體通常並不是倚靠陽光來存活﹐而是利用化學反應來產生能量。這表示說﹐它們可以作為某些生態系的類比﹐這些生態系可能在遠離太陽之處被找到﹐例如土星與木星的隱藏海洋冰衛星。
　　但科學家們也相信﹐地球上的生物可能是從深的熱液環境中開始的﹐畢竟這樣能躲避年輕太陽嚴峻的紫外線輻射﹐會比較安全﹐同時也會包含所有必要的成分﹐讓生命可以蓬勃發展。或許當火星還較年輕﹑較潮濕﹑以及火山更活躍時﹐那裡的熱液環境也可能讓生命蓬勃發展。
　　研究人員說﹕「我們的研究提供了一個框架﹐來解釋『地球生命』是如何可能曾經存活於火星的熱液環境中。但是﹐生命是否曾經存在於火星上﹑以及它們是否與地球上的微生物相似﹐這都仍然是大問題。我們希望我們的研究能夠引導對話﹐往優先尋找這些環境中的生命跡象邁進。」。

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