Question

初次在南极发现了被认为没有生命体的土壤！有助于火星研究

Answer 1

在南极大陆发现了完全没有生命体的土壤，这是首次报告。采集地点位于距离南极点约480公里的内陆地区，是两座险峻的山脊。

调查土壤的美国科罗拉多大学波尔达校的微生物生态学家诺阿·费尔勒，他说：“一直认为微生物很健壮，在任何地方都可以生存。”。单细胞生物无论是在93 以上的热水喷射孔，还是在南极厚度800米的冰下的湖泊，甚至在海拔3万7000米的地球的成层圈中都能发现。

但是，在从南极采集的土壤中，菲亚特勒和他的指导博士课程的学生尼古拉·多拉格内花费了1年时间，却找不到生命存在的证据。

2人从南极各种环境中的11座山上采集土壤进行了调查。在海拔较低、寒冷比较温和的山上采集的样品中，确认了细菌和菌类。但是，在海拔最高、干燥和严寒的两座山的土壤中，却找不到生命存在的证据。

菲亚特勒先生说“不能说是无菌状态”。如果活细胞只有极少数的话，有可能无法检测但是，据我们确认，这个土壤里完全没有微生物”

也许有些土壤真的没有生命。或者说，今后可能只会有少量的活细胞被确认。

无论如何，这个新的发现对火星上的生命探查会有帮助。这次采集的南极土壤是永久冻土，含有有毒盐，200万年来未曾接触过可见量的液体水。这样的特征和火星的土壤相似。

本次研究所使用的土壤样品是在全美科学财团（NSF）的资金援助下于2018年1月实施的南极横断山脉的调查中采集的。南极横断山脉是贯穿南极大陆中央部，分东南极和西南极的山脉。

研究人员们以位于南极横渡山脉的沙克尔顿冰川为据点，使用直升飞机在各种高度采集样本。

在冰河脚下，海拔不足100米的相对温暖潮湿的山上，土壤中发现了比芝麻粒还小的生物。比如锹形虫、以及没有翅膀的昆虫等。这些土上没有植物生长，细菌的个数和修整好的草地上的土相比只有1000分之1以下。即使那样，土下的小动物也能活下去。

但是，随着攀登冰川的高度，生命变得匮乏了。到达冰河最高点的队伍，对海拔2100米以上的两座山，施罗德希尔和罗伯茨马西夫进行了调查。

作为项目的领导人，美国布里汉姆青年大学的生物学家拜伦・亚当斯无法忘记这次考察。明明是盛夏，气温却在零下17 附近。为了挖沙而带来的园艺用铁锹，被狂风刮跑了好几次。这种强风使雪和冰渐渐蒸发，露出了群山。地面上散落着常年被风吹着的红褐色的火山岩。

将岩石翻过来，其背面覆盖着过氯酸盐、氯酸盐、硝酸盐等有毒结晶。过氯酸盐和氯酸盐是腐蚀性反应性的盐，用于火箭燃料和工业用漂白剂。另外，火星表面也含有丰富的物质。在干燥的南极群山中，这样的成分没有被洗掉而是蓄积在那里。

亚当斯回忆说：“简直就像是在火星上采集样品一样。”。当他把铁锹插进土里时，他觉得“这是我第一次挖掘数百万年来都没有用过的土地”。

做了各种实验也没找到

研究者们认为，即使在这些海拔最高、严酷的地方，土壤中也会有几种微生物默默地生存着。然而，当多拉戈在2018年底使用聚糖链反应（PCR）检测土壤中微生物的DNA时，其设想开始崩溃。

多拉格纳以从冰河各处的山上收集的204件样品为对象进行了试验。在海拔比较低、寒冷不严重的山上采集的样品中，检测出了很多DNA。但是，从施罗德・希尔和罗伯茨・马西夫的大部分样品开始，在海拔较高的地方采集的样品的2成中，完全没有检测出。建议这些样品中所含的微生物接近零或完全为零。

“当他第一次给我看结果的一部分的时候，我觉得‘这不是什么错误吗？’”菲亚特勒说。他认为样品或测量仪器肯定有问题。

为了寻找生命的证据，多拉格纳进行了多次补充实验。我们调查了土壤中是否含有葡萄糖，是否会被生物转化为二氧化碳。同时也尝试检测地球上的生命作为能源来源的腺苷三磷酸（ATP）。经过几个月提供各种各样的营养素，让微生物形成聚集。

即便如此，也没有从一部分土壤中检测出任何东西这真是令人吃惊”。

真的没有生命体吗

加拿大格尔夫大学的环境微生物学者杰克琳·戈迪尔评价这一调查结果“引起了人们的兴趣”，其中德鲁戈致力于查明生命找不到的条件。

多哥发现，海拔高、浓度高的氯酸盐是无法检测到生命体的两大因素这是一个非常有趣的发现。

然而，戈迪尔并没有完全理解这种土壤里完全没有生命体的说法。一个原因是，戈迪尔自己也有在南极其他地方进行调查的经验。

几年前，他在南极横越山脉的环境下进行了土壤调查。那是位于沙克尔顿冰川西北约800公里的地方的环球城芭蕾，大概12万年来湿度一直很低，没有达到过冰点以上气温的地方。即使在零下5 的地方保温20个小时，也没有发现生命的征兆。但是，试着将样品从冰点加热到极高的温度，一部分样品确认了细菌的生长。

判断这样的土壤里是否没有生命体，根据其定义而不同。

例如，曾经发现过被冰河的冰封了数千年并存活下来的细菌。在被冰封期间，这些细胞有可能将其代谢速度降到100万分之一。戈迪尔推测，发现的是这样一个“缓慢的生存者”，如果多拉戈和菲亚特勒分析10倍量的土壤的话，也许也能找到。

有助于火星的生命 探索

美国佛罗里达大学研究南极微生物的布伦特·克林斯顿认为，这样海拔高的地方干燥的土壤有助于提高火星上的生命探查精度。

他举例说明的是1976年在火星着陆的 探索 机1号和2号的生命 探索 实验。在火星上进行的那个实验，是基于南极沿岸的干谷低地的土壤研究。那个土壤除了微生物以外，根据地方的不同，还栖息着小蠕虫和其他动物。

与旱谷相比，海拔较高、干燥的驴子、马夫和施罗德山的土壤更适合进行火星探测装置的实验，也许更适合进行性能测试。

克林斯顿先生说：“因为火星的表面是一个可怕的环境。”没有在那里生存的地球的生命体”。据说至少在火星表面地下数厘米以内是无法生存的。前往火星生命探查的宇宙飞船，应该在地球上最残酷的地方进行准备吧。