研究人员认为，一座位于火山口的极酸湖泊可能能够展示出，生命是如何曾经生存于火星上的

在火星上搜寻生命并不是件容易的事。不仅仅是因为我们难以到达火星上，也是因为就我们所知，火星极度不适宜居住。然而，地球上的有些地方可以告诉我们，生命是如何可能曾经生存于火星上的，即便不是指现在，也是指火星 45 亿年历史上的某个时间点。你可能会认为这个地方是指沙漠，而你可能是对的。不过，火星环境的严苛程度远超过沙漠更多。

绝对不是乐土

科学家们调查了一些以某种方式，在地球上最不宜居的地方之一中存活下来的微生物：这个地方是哥斯大黎加一个火山口中，又热又毒又酸的湖泊。这些嗜极微生物适应极端环境的方式可能可以告诉我们，微生物是曾经如何能在较年轻、较潮溼、以及较多火山的火星上生活的。

科罗拉多大学波德分校（University of Colorado Boulder）的天体生物学家贾斯汀·王研究员（Justin Wang）说：“我们关键的发现之一是，在这个极端的火山湖中，我们虽然仅侦测到了几种微生物，但是它们可能有多种方式能生存下去。我们认为，当火山爆发发生时，它们藉由在湖泊边缘生存而做到这点。这时，拥有相对广泛的基因序列将很有用。”

这个湖泊被称为 Laguna Caliente（西班牙语，意思为“热潟湖”），坐落于哥斯大黎加活跃的波阿斯火山（Poás Volcano）的火山口。它是世界上最酸的湖泊之一，有一层液态硫漂浮于湖泊底部，且通常会产生区域性酸雨与酸雾。除此之外，水中还瀰漫著有毒金属。它并不完全是充满生命的地方。

顽强的生命

但是，它也并非完全没有任何生物居住。在 2013 年，一个由科罗拉多大学波德分校所领导的研究团队发现，有单一种微生物存活于湖中。它们是来自嗜酸菌属（Acidiphilium，意思为“爱好酸者”）的微生物，常被发现于居住在酸性环境中，且具有多种基因让它们可以做到这点。

波阿斯火山持续在活跃著，且在 2017 年，它爆发了。很自然地，一组研究人员团队决定要再次拜访 Laguna Caliente，来瞧瞧进行中的火山活动，会如何地影响他们在 2013 辨认出的微生物族群，尤其是因为火山爆发很有可能对湖泊进行灭菌。

研究人员从湖泊、硫磺块、以及湖底部的沉积物中取出样本，并对它们进行基因定序以及总体基因体定序（shotgun metagenomic sequencing），来确认任何可能潜伏于其中的有机体。令人惊讶的是，嗜酸菌不仅仅还存在，还有其他小群微生物种亦存在。

多样的基因

嗜酸菌是居住于湖泊中的优势物种，但是所有的物种都有显著的生存适应能力。研究团队发现这些细菌具有能够赋予抗酸能力的基因、以及赋予抗热能力的基因，这对于生存于一个可能会达到沸腾温度的环境下是非常重要的。

除此之外，这些有机体具有广泛种类的基因，能够让它们代谢各种可能对其他生物有害的物质。这些物质包括硫、铁、以及砷。它们也具有能够固碳的基因，也就是让植物能够将碳转变成有机化合物的基因。此外，他们似乎也能够处理简单及複杂的醣类、还有生物塑胶颗粒，而这能够让它们在能源与碳资源匮乏时进行使用。

王研究员说：“我们是期待会找到很多基因，但是有鑑于这个湖泊的低生物多样性，我们没有预料到会找到这么多。这蛮令人讶异的，但就生物得如何适应环境，以存活于一个活火山口湖而言，这绝对是合理的。”

套用到其他极端环境

对天体生物学家而言，热液环境是越来越有趣的研究主题。成功在这些极端地区蓬勃发展的有机体通常并不是倚靠阳光来存活，而是利用化学反应来产生能量。这表示说，它们可以作为某些生态系的类比，这些生态系可能在远离太阳之处被找到，例如土星与木星的隐藏海洋冰卫星。

但科学家们也相信，地球上的生物可能是从深的热液环境中开始的，毕竟这样能躲避年轻太阳严峻的紫外线辐射，会比较安全，同时也会包含所有必要的成分，让生命可以蓬勃发展。或许当火星还较年轻、较潮湿、以及火山更活跃时，那裡的热液环境也可能让生命蓬勃发展。

王研究员说：“我们的研究提供了一个框架，来解释‘地球生命’是如何可能曾经存活于火星的热液环境中。但是，生命是否曾经存在于火星上、以及它们是否与地球上的微生物相似，这都仍然是大问题。我们希望我们的研究能够引导对话，往优先寻找这些环境中的生命迹象迈进。”

参考资料：

Starr, M., (2022. January 29). This Extremely Toxic Lake Could Show Us How Life May Have Survived on Mars. ScienceAlert
Wang, J. L. et al., (2022, January 28). Microbial Survival in an Extreme Martian Analog Ecosystem: Poás Volcano, Costa Rica. Frontiers in Astrobiology. doi.org/10.3389/fspas.2022.817900
图片来源：https://www.sciencealert.com/a-toxic-volcanic-lake-could-show-us-how-life-may-have-survived-on-mars（图：Lagringa/Wikimedia Commons, public domain）

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