科学家在地球上“最像火星”的地方找到了生命

作为地球上最干旱的地区之一，在智利的阿塔卡马沙漠，你怎么也想不到，原计划的行程会因为雨水而受到阻碍。

碰巧的是，柏林工业大学的天体生物学家德克·舒尔茨-马库赫（Dirk Schulze-Makuch）就有如此“幸运”。2015年初，他准备前往阿塔卡马沙漠实地考察，试图搜寻极端干燥环境中的生命。（在地球上，比阿塔卡马沙漠更干燥的地区只有南极干谷。）到了3月份，阿塔卡马沙漠下了一场反常的暴雨。“你得花几个月时间提前准备，然后，我的天，那里下雨了。”舒尔茨-马库赫说
不过，这也有好的一面。这场暴雨让舒尔茨-马库赫的研究团队有了一个特殊的机会，他们得以研究当阿塔卡马沙漠最干旱的地区迎来难得一遇的雨水时，那里会发生什么。在这场罕见的暴雨过后，阿塔卡马沙漠较为湿润的地区出现了一片壮观的花田，但最干燥的地区依旧寸草不生，放眼望去，除了泥土和岩石，一无所有。“那很难描述，它就像一颗不同的星球，可以说是毫无生机。”舒尔茨-马库赫说。

其实也不尽然。他的研究团队发现，即使在最干旱的地区，暴雨过后也有微生物蓬勃生长。当该团队2016年和2017年两次重返时，他们发现，微生物数量减少了，但看上去依然活跃。

在此之前，科学家已经在阿塔卡马沙漠发现过微生物的DNA。有几次，他们甚至从那里取回微生物样本，放在培养皿中进行培殖。不过，科学家没有搞清楚这些微生物究竟是阿塔卡马沙漠的永久居民，还是乘着沙漠阵风而来的匆匆过客。“问题在于，这些生物是到了这里就死亡了，还是成功等到雨水生存了下来。”马德里天体生物学中心的研究员阿曼多·阿苏亚-布斯托斯（Armando Azua-Bustos）说。新的研究论文坚信，它们能够在沙漠土壤中生存。

（舒尔茨-马库赫团队聚焦的是生活在沙漠土壤中的微生物，即从地表往下约30厘米。在此之外，盐岩往下更深的地方还生活着其他微生物，它们可以吸收深层土壤中的少量水分。舒尔茨-马库赫团队研究的微生物不大可能接触到这些更深处的水源。）
为了证明这些微生物真的可以存活下来，舒尔茨-马库赫团队使用了一整套方法。“他们真的是无所不用其极。”亚利桑那大学的土壤科学家茱莉娅·尼尔森（Julia Neilson）说。例如，普通的DNA测序可能混入死亡细胞。于是，该团队专门挑出了完整的活细胞，单独对它们的DNA进行了测序。此外，他们还搜寻了生命活跃的证据，包括：酶，细胞中被誉为“能量货币”的ATP分子，DNA复制，以及会在细胞活跃时出现的其他分子。在2015年进行的研究中，他们找到了所有这些证据。

当这支团队2016年和2017年故地重访时，他们发现，土壤中完整细胞内的DNA和ATP减少了许多。微生物的繁荣只是暂时的，但它们也没有全都死亡或完全进入休眠状态。在阿塔卡马沙漠两处最干旱的地点，细胞内ATP的数量非常少，但也并不为零。即使在如此严酷、干旱的环境中，一些颇能“吃苦”的微生物还是活了下来。

这些地方也有可能存活着其他微生物，但活跃水平太低，以至于无法被检测到。“这引出了有关检测能力极限的问题。”比格洛海洋科学实验室的研究员杰基·古迪尔（Jackie Goordial）说，他专门研究极端环境中的微生物。“在深海或永久冻土中，据估计有的细胞每1,000-10,000年才复制一次，那么你要如何对此进行检测呢？”古迪尔说。

科学家往往对极端环境很感兴趣，比如阿塔卡马沙漠或永久冻土，因为他们想了解生命的极限——不仅是在地球上，还包括整个宇宙。舒尔茨-马库赫团队的一部分科研资金是由欧洲研究委员会提供的，目的是研究火星的宜居程度。舒尔茨-马库赫指出，如果以阿塔卡马沙漠为例，你会发现，“那里不必一直保持湿润，只需偶尔有水分补充，生命就可以存活。我们认为火星上的情形是类似的，只是还要更极端一些。”

对于阿塔卡马沙漠的微生物，科学家仍有很多疑问有待解答。例如，如果它们在干旱期仍然活跃，它们是如何做到的呢？今年3月，舒尔茨-马库赫将再次前往阿塔卡马沙漠考察，他不知道届时那里是否还会下雨。