极端生物能够在极端环境中生存,如高温沸水、极寒冰水及高盐浓度水体,这些生物的发现拓展了人类对生命极限的认知。它们的栖息地涵盖阿尔卑斯山冰川、北极冰海、深海沉积物及碱性湖泊等极端环境,挑战了传统生命存在的认知边界。
近期,科学家在地中海深处四个高盐盐盆中发现了活的微生物群落,这些盐水的含盐量是普通海水的数倍,甚至比酱油还咸两倍。传统观点认为如此高盐环境难以支持生命,但研究人员通过DNA测序鉴定出约50种未知细菌和20种新型古细菌物种。古细菌作为与细菌不同的生命域,通常存在于极端环境中,被认为与地球早期生命形态相似。研究团队指出,这些新发现的古细菌可能代表一个独立的进化分支,显示了生命在极端环境中的多样性和适应性。
这些能够在恶劣环境中生存的微生物暗示,类似的生命形式可能存在于条件严酷的其他星球上,如火星。
此外,科学家们还在地球深层岩石中发现了生命迹象。1993年,美国橡树岭实验室的研究人员在弗吉尼亚油气勘探区的三叠纪地层中成功培养出生活在2800米地下高温环境中的细菌。类似的极端微生物也在南非2300米深的金矿井和极地环境中被发现,这些微生物已经在地下环境中默默存活了数亿年。
在南非深矿井的极端环境中,微生物通过电离生化过程从水中获取能量,消耗氢气进行无氧分裂生殖,展现了生命在无光无氧环境下的顽强适应能力。这些微生物依赖水和无机矿物质生存,对阳光、氧气和有机物无需求,为火星生命探索提供了宝贵的线索,尤其是在缺水、高盐、高辐射和高二氧化碳压力的环境适应性方面。
这些发现为火星生命探测指明了方向:寻找类似地球极端环境中的微生物。尽管火星表面环境与地球差异巨大,但其地下极端环境可能与地球某些极端生态系统相似。地球极端生物的存在增强了科学家们对火星地下生命可能性的信心。
目前,关于极端环境中生命机制的许多细节仍未解明,现有微生物学和地下生态知识尚无法完全解释这些生命形态的存在,暗示火星与地球生命之间可能存在未知的联系。
值得关注的是,NASA计划在2013至2020年间通过无人探测器在火星表面钻探100米深度,采集可能含有微生物的样本,开启对火星极端环境生命的新一轮探索。
来源:竞报
作者:张华念 薛晖