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有毒的火山湖微生物可能在火星上留住线索

Sarah Black最近完​​成了她在CU Boulder的地质科学博士学位,从Laguna Caliente收集水样。 (图片来源:Brian Hynek / CU Boulder)

CU Boulder的研究人员发现生活在有毒火山湖中的微生物可能是地球上最恶劣的环境之一。他们的研究结果最近在网上发表,可以指导科学家寻找火星上的古代生命迹象。

由CU Boulder副教授Brian Hynek领导的团队冒着二度烧伤,硫酸烟雾和爆发威胁从恰当命名的Laguna Caliente收集水样。坐落在哥斯达黎加的波阿斯火山,这种水体比自来水酸性高1000万倍,并且可以达到接近沸点的温度。 Hynek说,它也类似于早期火星表面点缀的古老温泉。

哥斯达黎加湖支持生物体 - 但只有一个。 Hynek和他的同事在湖水中发现属于单一种细菌的微生物,这种微生物是岩石底层的多样性。

“即使在极端恶劣的环境中,仍然可以有生命,”大气与空间物理实验室和地质科学系的Hynek说。 “但是那里的生活很少。火星在其早期的历史中同样极端,所以我们可能不应该期望在那里找到大规模生物多样性的证据。“

Hynek也是CU Boulder天体生物学中心的主任,他的大部分职业生涯都在寻找今天的地球上的地方,看起来像火星在近40亿年前。那时候,表面上的液态水很丰富。他的目标是更好地了解生活在红色星球上演变的环境。

这是一项艰巨的任务:Hynek说,在那段时间里,火山活动日益频繁,造成了不稳定的矿物质丰富的水池,形成了“遍布火星的黄石”。

为了寻找可比较的环境,Hynek和他的同事前往冰岛,尼加拉瓜和最近的哥斯达黎加的几十个火山。他说,拉古纳Caliente可能不是地球上生命最极端的栖息地,但它可能是最具活力的地区之一。在这里,水温可以在几个小时内大幅摆动,而在湖底下运行的岩浆通道引发频繁的喷泉般的喷发。

Hynek说:“我们处于地球上生命所能容忍的极限。 “这不是你想要花很多时间的地方,因为你可能会被沸腾的泥浆和硫磺从火山喷出。”

为了在这个“边缘”环境中寻找活生物体,研究人员扫描了湖水样本中的DNA。在本月出版的天体生物学杂志上发表的一项研究中,他们发现了属于Acidiphilium属的一种细菌的签名,这是一组科学家以前在煤矿和其他严酷地点的有毒排水中看到的一组微生物。

即使是极端的栖息地,这个数字也很低:Hynek说:“找到一个没有生命的环境并不罕见,比如说在一个自我灭菌的火山里。 “但是找到一种类型的有机体,而不是整个有机体群体在自然界是非常非常罕见的。”

他说,如果火星上的生活确实发展了,它可能看起来就像拉古纳卡连特的唯一居民。 Hynek解释说,红色星球没有太阳光,所以光合生物很可能不会在那里出现。相反,他说火星的生命可能像湖中的细菌一样存活 - 通过处理含铁或含硫矿物的能量,这些矿物在火星的历史热液系统中丰富。

2020年,美国航天局正计划将火星2020号火星送往红色星球寻找化石证据。 Hynek说他们应该首先看看这颗行星自己的黄石:“这种环境可能是地球上第一次进化的地方。如果它发生在火星上,那么我认为那些是关键的地方。“

它们也是地球科学家的危险地点。为了从Laguna Caliente收集小瓶水,研究人员躲过了喷出有毒,沸腾的热蒸汽的通风口。 Laguna Caliente本身已不存在 - 在Hynek最近一次旅行刚刚七天后开始的Poás大规模喷发期间,湖泊已经流失,并关闭了周围的国家公园。

“这是这份工作现状的一部分,”Hynek说。

这项新研究的合作者包括2017年毕业的CU Boulder本科生Monique Antunovich;位于纽约特洛伊的伦斯勒理工学院的Karyn Rogers;哥斯达黎加国立大学的Geoffroy Avard;和哥斯达黎加大学的吉列尔莫·阿尔瓦拉多。

出版物:Hynek Brian M.等人,“极端火星模拟环境中微生物多样性的缺乏:哥斯达黎加波阿斯火山”,天体生物学,2018年; DOI:10.1089 / ast.2017.1719