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纯酸里的生命
这里的空气中充满了有毒且刺鼻的氯气和硫磺,这里是被称作“地狱之门”的埃塞俄比亚达纳基尔凹地,这里是世界上最热的地方之一.拥有剧烈的火山,灼热的气温,毒气和强酸湖,以及五彩缤纷的含盐池子.除此之外,地表其他地方被地热和烈日一同烘焙得又焦又脆,像大块的桃酥一样.所以,这里是地球上最不像地球的地方.
然而近期,在这块被视为生命禁区的荒原上,科考队发现竟然有大量生命存在.
极端环境下的艰难的科考达纳基尔凹地处在非洲之角正中心,由于偏远,科学家很难到达这里.并且,由于当地政治不稳定,每次研究人员去凹地,都必须由军队陪同保护.再加上这里的环境就像“人间炼狱”,所以这里是科学家研究最少的地区之一,在这里做科学研究非常有挑战性.
凹地的景观看上去有点类似于美国黄石公园活跃的水热地带,但这里更热,而且湖水的酸性更强.并且,这里几乎从不下雨,只有地底融化的岩浆海从地表渗出.在达纳基尔凹地的达罗尔火山深坑里,地热活动使涌出地表的盐水达到了大约100℃.另外,凹地水质的平均pH为0.2,是地球任何其他地方都没有的强酸性水.
2013年以来,一组来自于名为“欧洲星球”的科学家开始研究达纳基尔凹地.他们是一个由研究机构和财团组成的联盟,专门研究地球上可以用作模拟火星的区域.意大利女科学家芭芭拉·卡娃拉姿就是其中的成员之一.
这些科学家们除了要忍受蒸得人发昏的地热,还得对付有毒的硫化氢气体,以及令人窒息的氯蒸气.所以,他们必须带着全套的防毒面具.另外,在地热区域行走时,地表的盐壳如同酥脆的桃酥般脆弱易踩,如果一不小心踩错了地方,掉进100℃的强酸性盐水中,后果不堪设想,而最近的医院也在离深坑几个小时路程的地方.所以,他们每次去考察采样,都需要有一个当地人领路,因为只有当地人知道哪条路可以走、哪块地可以踩.
在他们艰难得到的这些样本中,他们发现了打破世界纪录的天然纯酸水,即pH为0的那个水池,而之前的记录是在西班牙的里约热内卢,一个pH为2的河流.
不可思议的生命
2017年3月,就是在这个pH为0的纯酸样本中,卡娃拉姿和同事们发现了微生物,并成功分离提取了这种细菌的DNA.这种细菌是一种之前只有科幻片里才会出现的“多嗜极生物”,即同时适应高温、高盐和极端的酸度的生物.这是科学家们首次确认达纳基尔强酸池里有微生物的存在.
研究小组在凹地的两个不同区域发现了两种不同的细菌形式的生命：一个区域是位于达罗尔火山口内的盐泉和水池,这里颜色明亮,有着沸腾的温度和强烈的酸性；另一个区域是火山口外的一个小盐湖,水温50℃～55℃,pH约为2,水中富含由下面的火山释放出来的二氧化碳.
这个小湖有许多个名字,其中一个叫“杀手湖”,因为湖边遍布小昆虫和小鸟的尸体.这些小东西可不是因为口渴喝了湖水才横尸湖边的,而是由于湖里大量排放的二氧化碳使它们飞到湖的上方时就已经窒息了.事实上,任何在水面上30厘米以内的动物,都会因为吸入过多二氧化碳而死.
然而,在这样残酷的环境里,竟然有生命存活？
常识告诉我们,当水中含有大量氢离子时,就会变成酸性.大多数生物都无法处理极端的酸度,因为带电的氢离子会干扰酶的蛋白质结构,而酶是协调细胞内所有化学反应的重要物质.同时,高温也会破坏酶,并切断连接DNA和细胞膜的化学键.另外,高盐度一般会使细胞中的水分流失,甚至使细胞萎缩成干燥的空壳.
然而,在达纳基尔这种生命禁区中发现了微生物,这实在是让人惊奇不已.科学家们猜测,这里的微生物在这种严酷的条件下产生了高度适应性,这种适应性包括更稳定的蛋白质和酶,组成这些蛋白质和酶的氨基酸之间有更多的连接和约束,等等,以帮助它们生存.就像美国黄石公园和其他水热环境中生存的微生物一样.
外星生命的可能性
科学家由此想到,火星上的矿藏和硫酸盐沉积物类似于达纳基尔凹地,另外,也有周期性活跃的盐水.因此,通过研究极端的地球环境下这些顽强到不可思议的生命是如何存活的,我们就有办法推测火星或者其他星球上可能存在生命的区域,以及这些星球上是如何出现生命的.
另外,卡娃拉姿称,微生物新陈代谢的多样性和多面性,以及它们对极端环境的忍受能力,预示着地球上很有可能存在有一些我们还没有发现的极端生态系统,需要我们去做更广泛的探索.
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