地球上人類能探測到的地方,都有生物生存嗎?

2021-09-24 19:03:28 字數 3033 閱讀 1963

“魔鏡魔鏡,請告訴我,地球上人類能探測到的地方,都有生物生存嗎?”“親愛的主人,是的。”

最不挑剔的生物

想知道魔鏡說得對不對,讓我們一起找找看。如果問你,地球上活動範圍最大、生存能力最強的生物是什麼,想必你能不假思索地說出來,是細菌。雖然我們肉眼看不見,但是細菌確實幾乎無處不在,無論是其他生物的身體內外,還是一些條件非常不適宜生物生存的極限環境,都有細菌的蹤跡。

極熱之地生存著細菌。目前發現最耐熱的生物是一種鐵代謝嗜熱菌。1979年,美國馬薩諸塞大學的微生物學家德里克·洛夫利從義大利亞平寧半島附近的一處海底火山口的硫磺礦區分離到一種極端鐵代謝嗜熱菌——阿比西火山菌,它們生存在85~110℃的火山沉積岩中。在實驗室環境下,部分菌體甚至能在高達130℃的溫度下生存。

極寒之地生存著細菌。南極東方湖位於南極冰蓋下3750米深處,是最大、最深的南極冰下湖,也是全球最冷氣溫零下89.2℃的紀錄保持者。俄羅斯聖彼得堡核物理研究所的科學家在湖中發現了一種細菌的dna,它身上14%的基因與任何其他已知物種都不相同,並且這種微生物只能在東方湖中生存,當科學家將它從湖中取出時,它就會死亡。

髙鹽之地生存著細菌。南極的唐胡安池塘是地球上含鹽量最高的天然水,含鹽量超過40%(死海是33%左右)。因為含鹽量極高的原因,它在常年冰凍的南極也不會結冰,甚至在零下50℃也保持著液體狀態。在這樣鹹的湖水中,研究人員也發現了生命,美國德州大學奧斯汀分校的邁耶教授就曾發表**說,在池塘水樣中發現了四種細菌和一種酵母菌。

強酸之地生存著細菌。我們知道,強酸強鹼能使蛋白質變性,還會影響細胞膜對物質的吸收能力,如果我們的**接觸到強酸強鹼會瞬間被腐蝕。多數細菌也與人體細胞類似,只能生存在ph為5~9的環境中,但也有細菌例外。氧化硫硫桿菌常出現在含硫酸的酸性廢水、煤礦、酸性熱泉等地區,靠氧化硫單質或硫化物獲得能量。它生長的最適ph為2~5,但在實驗室中,它在ph低於0.5的環境中仍能存活。

強鹼之地生存著細菌。地球上鹼性最強的自然環境是碳酸鹽湖及碳酸鹽荒漠。肯亞的瑪格達湖,湖水ph就高達10.5~11.0。肯亞肯雅塔農業大學的生物學家卡姆布拉在**中說,在瑪格達湖中分離出了上百種細菌,其中最多的是紅菌科的細菌。在雨後的細菌繁盛期,湖水會變成美麗的紅色。

唯一的無菌之地

看來魔鏡是對的,人類幾乎找不到細菌沒有佔領的地盤了。不過,科學家們並沒有認輸,他們仍在尋找著細菌的極限,最近,終於讓他們找到了。

法國國家科學研究中心的科學家洛佩茲·加西亞所帶領的團隊找到的這個無菌之地是位於非洲衣索比亞的達洛爾溫泉。這是一個夢幻般的溫泉,泉中因為含有大量的亞鐵化合物而呈現美麗的黃綠色。煙氣繚繞中,周圍的山巒若隱若現,整個景象看上去就像國畫大師筆下的風景畫。但是,這樣美麗的溫泉中,卻毫無生命存在的痕跡。

達洛爾溫泉對生物來說是一個極端殘酷的生存環境。它的水溫很高,即使在冬天,白天的溫度也可能超過45℃,夏天水溫甚至高達108℃。它的ph很低,一些鹽水池的ph甚至為負值。它還是一個鹽度極高的溫泉,泉中含有可以破壞氫鍵並使生物分子變性的高濃度的鎂鹽。如果說,某些微生物能熬過以上任意一個“折磨”的話,能承受三重摺磨的微生物目前還並不存在,加西亞團隊用了多種檢測微生物的方法證實了這一點。

科研人員們在溫泉的多處位置採集了大量水樣,並採用了一些措施以確保採集過程中不帶入雜菌,然後,他們用多種方法檢測了樣本。研究人員對樣本中的有機物進行了大規模的dna測序,然後將測出來的序列與已知物種的dna序列進行對比,想要找到或發現可能存在的已知的或未知的任何微生物。他們還將水樣用微生物培養皿培養數天後,用熒光染料將蛋白質等有機物染色,再進行染色塊計數。使用了這些方法後,科研人員還是不能確認水樣中是否存在微生物,因為雖然沒有檢測出dna,但是水樣中卻出現了能被染色的物質,於是他們還運用了鹽水化學成分分析、電子顯微鏡與x射線光譜法相結合檢測分子結構等方法。

科研小組最後得出了意料之外的結論,在顯微鏡下,富含二氧化矽的礦物質看起來有點像微生物細胞,但它們確實不是微生物。達洛爾溫泉是目前發現的地球上唯一一個毫無生命生存的極端環境!

如何正確尋找外星生命

其實達洛爾溫泉不是第一次出現在科學家們的視線中了,早在2017年就有科學家團隊發表過關於這個地方是否有微生物生存的**,只是那個時候他們得出的結論,與加西亞團隊得出的截然不同。當時,義大利博洛尼亞大學的芭芭拉·卡瓦拉奇團隊經過一年的探索和研究,得出的結論是,儘管這裡的環境如此惡劣,但他們仍然在沸騰的熱泉中發現了生命跡象。

卡瓦拉奇研究團隊聲稱,他們在ph為0的達洛爾溫泉池中發現了生命,這打破了ph為2的西班牙力拓河中的嗜酸菌的耐酸記錄。他們認為,生存在這裡的細菌不僅擁有嗜酸性,還像黃石公園的熱泉中發現的細菌一樣,含有特殊的蛋白質和酶,這使得它們能承受極熱又髙鹽的溫泉環境。

兩年後,加西亞團隊的結論無疑推翻了卡瓦拉奇團隊的發現,為什麼加西亞團隊能得出這樣斬釘截鐵的結論呢?加西亞認為,與卡瓦拉奇團隊相比,他們運用了更多種方法去排查溫泉中生命存在或留下的痕跡,因此,他們才能肯定,達洛爾溫泉中確實沒有生命生存。但同時,他們也發現,雖然溫泉中沒有任何生命,溫泉周圍的沙漠和富含鎂鹽的峽谷中,確實存在著多種嗜鹽古細菌,卡瓦拉奇團隊發現的細菌可能正來自於溫泉周邊環境。

為什麼有這麼多的科學家熱衷於探索地球的“生命禁區”?因為,這也是尋找外星生命的一個思路。我們比較熟悉的太陽系其他行星,它們都沒有地球上的宜居環境,但是它們的池塘和海洋的環境條件卻與地球“生命禁區”非常相似,比如我們在土星衛星——土衛二上發現的海洋,表面覆蓋著冰層,底部卻翻湧著熾熱的岩漿,卡西尼號太空船從土衛二的水蒸氣中檢測到其海洋含有鹽和氨水等物質。既然環境這麼相似,是不是也有孕育相似生命的可能呢?因此,當我們還沒辦法直接去往外星進行探索時,研究地球“生命禁區”的生物,將可能為尋找外星生命提供線索。

達洛爾溫泉中沒有生命,這個發現提醒了我們,尋找外星生命不能僅以是否有水分作為充分條件,即使有水,也不一定有生命。同時,在尋找外星生命時,我們要保持嚴謹的態度,儘可能運用多種方法,排除干擾,避免得出錯誤的結論!

“魔鏡魔鏡,請告訴我,地球上存在沒有生命的地方嗎?”“親愛的主人,是的,這些地方都等待著你去發現和探索。”