火星生命可寻地球海底深处的微生物将改写

2023/6/21 来源:不详

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火星和地球就像一对孪生兄弟,火星曾经也像地球一样是湿润的环境。一组科学家经过多年的艰苦努力,发现了一些令人惊讶的事情。他们在地壳海底火山岩的微小裂缝中发现了丰富的细菌生命。细菌在这些微小的裂缝内的黏土沉积物中大量繁殖。

这一发现使人们对在火星上发现生命的希望产生了新的兴奋。研究小组在一篇题为《万-1.04亿年海洋地壳玄武岩界面深层微生物增殖》的新论文中展示了他们的研究结果。这篇论文的第一作者是东京大学副教授YoheySuzuki。这篇论文发表在《自然通讯生物学》杂志上。

科学家们在海底深处的玄武岩熔岩中发现了这种单细胞生物。他们花了十多年的时间才想出办法,在钻探样本中找到这些生物。他们估计,这些岩石裂缝中每立方厘米含有亿个细菌细胞,其密度大约相当于人的肠道。相比之下,在海底的泥浆中,每立方厘米大约只有个细胞。

细菌似乎在填满这些微小裂缝的黏土中大量繁殖。根据第一作者Suzuki的说法,任何你能找到黏土的地方,你都能找到生命。

“这些裂缝对生命来说是一个非常友好的地方。黏土矿物就像地球上的一种神奇物质;如果你能找到黏土矿物,你几乎总能在其中找到微生物,”Suzuki在一份新闻稿中解释道。

这个团队花了十年时间在火山岩中寻找生命。他们在年收集的岩芯样本中发现了这种物质,这些岩芯样本是作为海洋综合钻探计划(IODP)的一部分收集的。在他们的探险过程中,他们在南太平洋环流的三个不同地点收集了样本。他们使用一根长5.7公里(3.5英里)的金属管到达海底。然后他们又往地下钻了米——在到达基岩之前,前75米是泥浆。

理解这一发现的重要性的关键之一是样本的位置。它们没有靠近任何热液喷口或海底下的水道。这意味着细菌不可能是被水流强行带入裂缝的。它一定住在那里。研究中岩石样本的年龄也有三种:万、万和1.04亿年历史。

Suzuki和他的研究小组用已有的寻找生命的方法对岩石样本进行了多次检测,但一无所获。Suzuki和其他研究人员最终开发了一种寻找它的新方法。他们使用了一种类似于病理学家切割激光薄组织切片的方法来检测它。这违背了在岩石样本中寻找生命的标准方法:把它磨成粉末,然后计数。

一块准备通过显微镜检查的岩石薄片

薄片用环氧树脂稳定后,用染色DNA的染料处理。然后用显微镜检查它们。在显微镜下,细菌看起来像一个绿色的发光球体,挤在隧道里,裂缝里发出橙色的光。通过分析DNA,研究小组确定了生活在黏土裂缝中的不同类型的细菌。这些样本含有相似但不完全相同的细菌种类。

当他们最终在这些裂缝中发现生命的迹象时,Suzuki感到很惊讶。“说实话,这是一个非常出乎意料的发现。我很幸运,因为我几乎放弃了。看到岩石中有如此丰富的微生物,我以为这是一场梦。”

“这些裂缝对生命来说是一个非常友好的地方。黏土矿物就像地球上的一种神奇物质;如果你能找到黏土矿物,你几乎总能在其中找到微生物。”Suzuki解释道。

虽然这一发现本身令人兴奋,但对于寻找火星上的生命可能具有重大意义。火星上曾经湿润的地方有丰富的黏土矿物。其中一些黏土中的矿物质只有在有水的情况下才会形成。下一个造访火星的漫游者,美国宇航局的今年7月份将发射的“毅力号”火星漫游者,将会对其中的一些物质进行采样。希望其中一些样本最终能返回地球。

“我现在几乎是过度期待我能在火星上找到生命。如果不是,那一定是生命依赖于其他一些火星上没有的过程,比如板块构造。”目前还没有确凿的证据表明火星上存在板块构造,尽管一些卫星已经探测到可能与板块构造有关的磁性异常。

但是在这次研究中采样的岩石类型和火星上的岩石类型之间有很多相似之处。它们共享许多在每颗行星上独立形成它们的相同条件。

“矿物就像指纹证据,说明黏土形成时所处的条件。中性到微碱性水平,低温,中等盐度,富含铁的环境,玄武岩,所有这些条件都是在深海和火星表面一样存在的,”Suzuki说。

地球上极端微生物的发现为寻找其他星球上的生命注入了一些活力。如果生命能在地球上的极端环境中生存,也许它也能在太阳系中发现的一些极端环境中生存。

地球上唯一有水无生命的地方

类似于这项研究的结果也激发了人们的兴奋之情。这导致了Suzuki和他的团队,以及NASA之间的合作。研究人员将帮助制定一项计划,研究如何检查火星探测器收集的岩石样本。

正如作者在他们论文的结论中所写的那样,“这项研究的结果也暗示了在火星和其他行星上存在生命的可能性。玄武岩的外壳在其他行星上是普遍存在的,如火星,也在地球上。鉴于火星地下存在甲烷和液态水,地球海底玄武岩中的有机物和甲烷为现存生命或过去火星和其他行星地下生命的生物特征提供了一个清晰的模型。在海底坚硬的岩石中发现的生命可能会改变在太空中寻找生命的游戏规则。”

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