第03:综合
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2018年07月27日 星期五 出版 上一期  下一期
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NASA深入极旱之地
探索未来在火星寻找生命遗迹
  虽然当前的火星地表很是干燥,但人们还是在努力寻找它曾经支撑过生命的线索。为了找到答案,美国宇航局(NASA)艾姆斯研究中心的一支研究团队,专门到智利的阿塔卡马沙漠进行了一番实地考察。作为地球上知名的干旱地区之一,这里开展的研究有助于确定“什么样的环境会限制微生物的生存”,并在未来搜寻火星生命时派上用场。

  阿塔卡马沙漠非常干燥,即便在正常的条件下,微生物也难以在这里生存(图自:NASA)

  基于当前最被认可的理论,水是生命存在的最重要因素之一。

  当前地球上所知的声明,都依赖于水来支撑最基本的生物功能。换言之,没有水、就没有了生命。

  有鉴于此,天体生物学家们考虑在星际探索出发前,通过其它因素来确定一个地方是否适合生命。

  即便那里拥有完美适宜的温度区间、类似地球的大气层、较低的辐射、以及生命所需的其它元素,但只要没有水,前面都是枉然。

  位于南美洲西海岸的阿塔卡玛沙漠,就是地球上现实存在的一个因为缺水而导致的生命荒漠。

  幽默点说,阿塔卡马沙漠的降雨和火星差不多,都是以十亿分钟为单位的。部分地区极其干燥,以至于细菌都难以生存。

  通常情况下,细菌会吞噬掉那些从天而降的硝酸盐,但当地并未显现这一迹象。

  此外在地中海气候下,拥有千万年历史的沙漠竟然分外凉爽,但这只意味着可用于生长和繁殖的能量更少。

  研究人员在智利境内的这座沙漠地表(离地几厘米处)采集样本(via:Ames 研究中心)

  问题在于,支撑生命存续的分界线,到底在哪里?到了什么程度,才能被认为过于干燥?

  据 NASA 所述,阿塔卡玛是一个非常好的发现地点,长达 1000 公里(英里)的地带,其干燥程度并不均匀 —— 北部地区极干燥、南部地区较干燥。

  该机构的想法是,通过观察极端环境的变化,找出水位降至生命最低值的那条线。

  这里的要点是确定确定一组微生物是‘活的’,还是能够‘活下去’。即这些生物在进食、生长、繁殖,而不是在维持基本生物功能的这条线上苟延残喘。

  如果是前者,微生物可以代代相传。如果是后者,微生物可能在这一代消失,甚至在极端条件下形成孢子(以几乎休眠的形态而存在的细菌)。

  要看待这种差异,就得寻找它们的压力迹象。比如‘岁月静好’的细菌们,就不会显现任何压力迹象。

  但是在极其恶劣的环境中,微生物的生长和繁殖会受到很大的压力。此时可以观察细胞结构的变化,比如形成于细胞膜外的脂质分子会让它变得更僵硬。

  换言之,如果某地很干燥,但细菌没有显现这种压力,那微生物自然可以较好地存续。

  研究团队关注的另一件事,就是蛋白质的外消旋化。这是以后者能够用于考古学和其它领域的标准测年技术,用于研究生物体死后的氨基酸是如何变化的。

  蛋白质和构成细胞的氨基酸,属于复杂的不对称分子。与手套和鞋子一样,它们也分左旋和右旋版本。

  在所有陆地生命中,这些分子都是左撇子。但在生物体死亡后,随便氨基酸的改变,它们就变成右撇子了。

  这种情况会以可预测的速度发生,比如左旋何时向右旋发展,以及左右如何达到 50:50 的比例。

  研究团队发现,在最干旱的地区,这一比例表明生物已经至少死亡 1 万年,生命的残余极为罕见。

  对火星来说,这项发现并不是很令人鼓舞。因为阿塔卡玛最高早的区域几乎完全没有生命,且很少有可能被风吹进口。

  但与火星相比,这里已经算是天堂了。NASA 表示,即便拿出阿塔卡玛最干燥的地面,也不及火星地表的 1/1000 。

  这意味着在火星地表找到生命的机会无限趋近于零,但仍有可能找到曾经存在于古代火星湿润时期的生命残余。

  (转自科普中国网)

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