地球最干沙漠發現微生物有望成為火星研究模型

　　一項新的研究證實，一種耐寒的細菌群落竟然可以在智利的阿塔卡瑪沙漠——這個地球上最干燥、最不適宜居住的環境下存活10年，并且是在沒有水的前提下。這項工作應該能夠平息許多人的疑慮，因為之前有關這個遙遠地區存在微生物的證據多來自于瞬態的微生物。而且，由于這個地方的土壤與火星上的土壤非常相似，因此這些沙漠居民可能會給那些在那顆紅色星球同樣充滿敵意的表面尋找生命的科學家帶來希望。

　　這項研究工作“很好地證明了這些生物確實在那里生活”。并未參與該項研究的美國圖森市亞利桑那大學環境微生物學家Julie Neilson說。阿塔卡瑪沙漠可能對我們來說是不適宜居住的，但是對于這些生物而言，“這是它們的生態系統”。她說。

　　阿塔卡瑪沙漠從智利太平洋海岸向內陸延伸1000公里，降雨量每年不足8毫米。這里幾乎沒有什么降水，同時也幾乎沒有什么風化作用，所以隨著時間的推移，此處的地表形成了一層堅硬的鹽層，進一步抑制了那里的生命活動。

　　Neilson說：“你可以開車100公里而不會看到任何像草葉一樣的東西。”盡管她和其他人在那里發現了一些細菌，但許多生物學家認為，這些微生物并不是全職居民，而是被風吹來的，在那里它們死得很慢。

　　但這并沒有阻止德國柏林技術大學的天體生物學家Dirk Schulze-Makuch。“我喜歡去那些人們說什么都沒有的地方。”他說，“我們決定采取一種鳥槍法，把所有的新的分析方法都用于那里可能有的每一種東西——真菌、細菌、病毒。”

　　Schulze-Makuch和他的團隊在3年多的時間里在從海岸向東到最干燥的地方的8個地點采集了阿塔卡瑪沙漠的樣本。在2015年創紀錄的降雨之后，他們第一次收集了材料；然后于2016年和2017年在一些地方收集了樣本。

　　研究人員對一種已知的能夠區分微生物物種的基因進行了測序，以確定在這些樣品中存在哪些微生物，甚至還能找到一些完整的基因組。研究人員還做了一個測試，以便確定從完整的活細胞中提取的脫氧核糖核酸（DNA）的比例。最后，他們評估了細胞活動的數量、三磷酸腺苷（ATP，一種為這種活動提供燃料的分子）的數量，以及由這些活動所導致的副產品（包括脂肪酸和蛋白質模塊）的數量。這些都是生命存在的額外證據。

　　Schulze-Makuch和同事在2月26日出版的美國《國家科學院院刊》上發表報告稱，沿海地區的樣本中含有最多數量的微生物，并且其多樣性也最豐富。但在2015年，即使在最干燥的地方也有生命跡象。Neilson說：“在降雨事件發生后，發生了大量生命活動和細胞復制。”

　　研究人員指出，總的來說，在雨季和干旱年份，海岸地區都是最適宜生命存在的。通常而言，ATP的數量是內陸地區的1000倍，而分解產物的數量也遵循了類似的趨勢。這些基因組也表明，至少有一些細菌能夠在沿海地區或其他地方繁殖。

　　在接下來的兩年里，這些地區大部分都是干旱的，上述數量在各地都下降了，尤其是在最干旱地區。到2017年，大多數地方的生命跡象幾乎都消失了，在最干燥的地方，完整DNA的數量僅為正常情況的十萬分之一。但Schulze-Makuch指出，仍有一些細菌繼續在地下25厘米處茁壯成長。

　　在他們的調查中，研究人員只識別了那些DNA與微生物數據庫中DNA相似的細菌。所以他們在阿塔卡瑪沙漠發現的細菌在某種程度上都是很熟悉的。在潮濕的年份，沿海地區的細菌與典型的沙質土壤微生物群落相似。來自干燥地區的DNA主要是在非常干燥的沙漠或鹽沼中發現的細菌。它們很可能存活下來，就像那些勉強度日的孢子或細胞。

　　這些生物可能會無限期地休眠，這使得Neilson和Schulze-Makuch推測，有一些生物也能夠在火星上做同樣的事情，也許是在晚上的降雪中。因此，Schulze-Makuch說，阿塔卡瑪沙漠“可以作為火星的一個研究模型”。

　　阿塔卡瑪沙漠是南美洲西海岸中部的沙漠地區，在安第斯山脈和太平洋之間南北綿延約1000千米，總面積約為18.13萬平方千米，主體位于智利境內，也有部分位于秘魯、玻利維亞和阿根廷。在副熱帶高氣壓帶下沉氣流、離岸風和秘魯寒流綜合影響下，阿塔卡瑪沙漠成為世界最干燥的地區之一，被稱為世界的“干極”，且在大陸西岸熱帶干旱氣候類型中具有鮮明的獨特性，形成了沿海、縱向狹長的沙漠帶。