雖然當前的火星地表很是乾燥,但人們還是在努力尋找它曾經支撐過生命的線索。為了找到答案,美國宇航局(NASA)艾姆斯研究中心的一支研究團隊,專門到智利的阿塔卡馬沙漠進行了一番實地考察。作為地球上知名的乾旱地區之一,這裡開展的研究有助於確定“什麼樣的環境會限制微生物的生存”,並在未來搜尋火星生命時派上用場。
阿塔卡馬沙漠非常乾燥,即便在正常的條件下,微生物也難以在這裡生存(圖自:NASA)
基於當前最被認可的理論,水是生命存在的最重要因素之一。
當前地球上所知的聲明,都依賴於水來支撐最基本的生物功能。換言之,沒有水、就沒有了生命。
有鑑於此,天體生物學家們考慮在星際探索出發前,通過其它因素來確定一個地方是否適合生命。
即便那裡擁有完美適宜的溫度區間、類似地球的大氣層、較低的輻射、以及生命所需的其它元素,但只要沒有水,前面都是枉然。
位於南美洲西海岸的阿塔卡瑪沙漠,就是地球上現實存在的一個因為缺水而導致的生命荒漠。
幽默點說,阿塔卡馬沙漠的降雨和火星差不多,都是以十億分鐘為單位的。部分地區極其乾燥,以至於細菌都難以生存。
通常情況下,細菌會吞噬掉那些從天而降的硝酸鹽,但當地並未顯現這一跡象。
此外在地中海氣候下,擁有千萬年歷史的沙漠竟然分外涼爽,但這隻意味著可用於生長和繁殖的能量更少。
研究人員在智利境內的這座沙漠地表(離地幾釐米處)採集樣本(via:Ames 研究中心)
問題在於,支撐生命存續的分界線,到底在哪裡?到了什麼程度,才能被認為過於乾燥?
據 NASA 所述,阿塔卡瑪是一個非常好的發現地點,長達 1000 公里(英里)的地帶,其乾燥程度並不均勻 —— 北部地區極乾燥、南部地區較乾燥。
該機構的想法是,通過觀察極端環境的變化,找出水位降至生命最低值的那條線。
這裡的要點是確定確定一組微生物是‘活的’,還是能夠‘活下去’。即這些生物在進食、生長、繁殖,而不是在維持基本生物功能的這條線上苟延殘喘。
如果是前者,微生物可以代代相傳。如果是後者,微生物可能在這一代消失,甚至在極端條件下形成孢子(以幾乎休眠的形態而存在的細菌)。
要看待這種差異,就得尋找它們的壓力跡象。比如‘歲月靜好’的細菌們,就不會顯現任何壓力跡象。
但是在極其惡劣的環境中,微生物的生長和繁殖會受到很大的壓力。此時可以觀察細胞結構的變化,比如形成於細胞膜外的脂質分子會讓它變得更僵硬。
換言之,如果某地很乾燥,但細菌沒有顯現這種壓力,那微生物自然可以較好地存續。
阿塔卡馬沙漠(從南到北)的年降水量變化圖(via:NASA 艾姆斯研究中心)
研究團隊關注的另一件事,就是蛋白質的外消旋化。這是以後者能夠用於考古學和其它領域的標準測年技術,用於研究生物體死後的氨基酸是如何變化的。
蛋白質和構成細胞的氨基酸,屬於複雜的不對稱分子。與手套和鞋子一樣,它們也分左旋和右旋版本。
在所有陸地生命中,這些分子都是左撇子。但在生物體死亡後,隨便氨基酸的改變,它們就變成右撇子了。
這種情況會以可預測的速度發生,比如左旋何時向右旋發展,以及左右如何達到 50:50 的比例。
研究團隊發現,在最乾旱的地區,這一比例表明生物已經至少死亡 1 萬年,生命的殘餘極為罕見。
對火星來說,這項發現並不是很令人鼓舞。因為阿塔卡瑪最高早的區域幾乎完全沒有生命,且很少有可能被風吹進口。
但與火星相比,這裡已經算是天堂了。NASA 表示,即便拿出阿塔卡瑪最乾燥的地面,也不及火星地表的 1/1000 。
這意味著在火星地表找到生命的機會無限趨近於零,但仍有可能找到曾經存在於古代火星溼潤時期的生命殘餘。
有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《天體生物學》(Astrobiology)期刊上。原標題為:
《火星土壤如此乾燥,生命是否難以維繫?》(
Is Mars' Soil Too Dry to Sustain Life?)
[編譯自:New Atlas, 來源:NASA]
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