一項特殊實驗正在地球上最乾燥的地方——智利阿塔卡瑪沙漠進行

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眾所周知生命的存在與繁衍生息是離不開水的。

儘管如此，我們還是可以在地球上的很多非常乾燥的環境中發現生命的存在。然而，生命能承受的乾燥的極限何在，即使最耐乾旱的微生物也無法生存？

最近，為進一步解答這個問題，來自美國宇航局的一個研究小組來到了世界上最乾燥的地方——位於南美洲西海岸，長約1000公里的智利阿塔卡瑪沙漠。

該沙漠是地球上的一個最接近火星的乾燥氣候的地方，但它也不是絕對的乾燥。從相對不那麼乾燥的沙漠南端到沙漠中心最乾燥的區域，其降水量從每年幾毫米到每幾十年幾毫米不等。這種非均勻乾燥的環境給降水量減少時尋找生命提供了條件。通過確定某個環境需要多少水量才能適於生命存在，研究者們能夠確定適宜生命存在的乾燥極限。

這張阿塔卡瑪沙漠的圖片顯示了沙漠一端到另外一端的年降水量變化情況。

Credits: NASA Ames Research Center

「在地球上，我們可以在任何地方找到微生物存在的證據，」天體生物學家Mary Beth Wilhelm說到。然而，在極端環境下，判定一個微生物是處於僅能勉強存活的休眠狀態還是真正的生機勃勃是非常重要的。」

定義生物自身狀況是否良好的關鍵在於，它是否有能力生長和繁殖。當在火星上尋找生命時，更要注意繁殖能否發生，因為繁殖會使得生物數量增長和基因在一代與一代之間的改變。

「通過了解微生物在地球上極度乾旱地區能否存活，我們希望能進一步了解火星上曾經是否存在過微生物，以及這些微生物是否能夠依然存活至今天，」Wilhelm表示。

「壓力——生命的跡象

研究者們可以利用專業儀器確定採集的樣本是正在生長還是僅僅維持著生存。這其中一個重要的標誌就是壓力。一個生命能夠長時間活著，並且還能適應諸如阿塔卡瑪沙漠和火星這樣的極端乾燥環境是十分不易的。如果生命真的在這種極端乾燥的環境下生長，那它將必定受壓力影響。期間，處於休眠狀態的生命將難以存活，原因在於休眠的生命甚至不能進行生長與繁殖，所以也就沒有壓力跡象。科學家們可以通過尋找這種壓力的跡象，從而發現存在於乾燥土壤中的生命跡象。

研究人員正在阿塔卡瑪沙漠的土壤中提取樣本。

Credits: NASA Ames Research Center

「邂逅生命的遺迹

科學家們可以通過研究蛋白質的組成部分——氨基酸來判斷細胞的死亡時間。氨基酸的結構有兩種形式，每一種都是另外一種的鏡像，就像我們的一對手掌。地球上所有的生命都是由「左旋」氨基酸分子構造而來。然而，當一個細胞死亡時，它的一些氨基酸分子會以已知的速率改變為「右旋」結構，最終將在許多年後達到50-50的比率。

通過觀察這一采自阿塔卡馬沙漠樣本的相關比率數據，科學家們發現那裡的微生物至少在1萬年前就已經消亡。

火星的乾燥程度是阿塔卡瑪沙漠的千餘倍，這使得微生物的存在更加渺茫。然而，即使是在地球上最乾旱的地區，過去微生物存在的遺迹依然可以清晰地呈現，它們被保存了數千年。我們現在已知的是火星在過去相對於現在是更濕潤更有活力的，而這意味著，火星上的遠古生命遺迹很有可能依然保存完好。

「在我們前往火星之前，我們可以把阿塔卡瑪沙漠當作一個天然實驗室，隨時根據研究結果調整對火星的探索計劃，」Wilhelm表示。「今天，火星表面可能因為太過乾燥而無法提供生存的條件，但是了解這些曾經存在過的生命所遺留的痕迹有助於我們未來對火星的進一步探索」。

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翻譯：南珂婷

校對：匡仁昆

版面：劉文慧

作者: Frank Tavares

責任編輯：解仁江

牧夫新媒體編輯部

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