在火星上搜寻生命并不是件容易的事。不仅仅是因为我们难以到达火星上，也是因为就我们所知，火星极度不适宜居住。然而，地球上的有些地方可以告诉我们，生命是如何可能曾经生存于火星上的，即便不是指现在，也是指火星 45 亿年历史上的某个时间点。你可能会认为这个地方是指沙漠，而你可能是对的。不过，火星环境的严苛程度远超过沙漠更多。
绝对不是乐土
科学家们调查了一些以某种方式，在地球上最不宜居的地方之一中存活下来的微生物：这个地方是哥斯大黎加一个火山口中，又热又毒又酸的湖泊。这些嗜极微生物适应极端环境的方式可能可以告诉我们，微生物是曾经如何能在较年轻、较潮湿、以及较多火山的火星上生活的。
科罗拉多大学波德分校（University of Colorado Boulder）的天体生物学家贾斯汀·王研究员（Justin Wang）说：「我们关键的发现之一是，在这个极端的火山湖中，我们虽然仅侦测到了几种微生物，但是它们可能有多种方式能生存下去。我们认为，当火山爆发发生时，它们借由在湖泊边缘生存而做到这点。这时，拥有相对广泛的基因序列将很有用。」
这个湖泊被称为 Laguna Caliente（西班牙语，意思为「热潟湖」），坐落于哥斯大黎加活跃的波阿斯火山（Poás Volcano）的火山口。它是世界上最酸的湖泊之一，有一层液态硫漂浮于湖泊底部，且通常会产生区域性酸雨与酸雾。除此之外，水中还弥漫著有毒金属。它并不完全是充满生命的地方。
顽强的生命
但是，它也并非完全没有任何生物居住。在 2013 年，一个由科罗拉多大学波德分校所领导的研究团队发现，有单一种微生物存活于湖中。它们是来自嗜酸菌属（Acidiphilium，意思为「爱好酸者」）的微生物，常被发现于居住在酸性环境中，且具有多种基因让它们可以做到这点。
波阿斯火山持续在活跃著，且在 2017 年，它爆发了。很自然地，一组研究人员团队决定要再次拜访 Laguna Caliente，来瞧瞧进行中的火山活动，会如何地影响他们在 2013 辨认出的微生物族群，尤其是因为火山爆发很有可能对湖泊进行灭菌。
研究人员从湖泊、硫磺块、以及湖底部的沉积物中取出样本，并对它们进行基因定序以及总体基因体定序（shotgun metagenomic sequencing），来确认任何可能潜伏于其中的有机体。令人惊讶的是，嗜酸菌不仅仅还存在，还有其他小群微生物种亦存在。
Diversity of genes
嗜酸菌是居住于湖泊中的优势物种，但是所有的物种都有显著的生存适应能力。研究团队发现这些细菌具有能够赋予抗酸能力的基因、以及赋予抗热能力的基因，这对于生存于一个可能会达到沸腾温度的环境下是非常重要的。
除此之外，这些有机体具有广泛种类的基因，能够让它们代谢各种可能对其他生物有害的物质。这些物质包括硫、铁、以及砷。它们也具有能够固碳的基因，也就是让植物能够将碳转变成有机化合物的基因。此外，他们似乎也能够处理简单及复杂的糖类、还有生物塑胶颗粒，而这能够让它们在能源与碳资源匮乏时进行使用。
王研究员说：「我们是期待会找到很多基因，但是有鉴于这个湖泊的低生物多样性，我们没有预料到会找到这么多。这蛮令人讶异的，但就生物得如何适应环境，以存活于一个活火山口湖而言，这绝对是合理的。」
套用到其他极端环境
对天体生物学家而言，热液环境是越来越有趣的研究主题。成功在这些极端地区蓬勃发展的有机体通常并不是倚靠阳光来存活，而是利用化学反应来产生能量。这表示说，它们可以作为某些生态系的类比，这些生态系可能在远离太阳之处被找到，例如土星与木星的隐藏海洋冰卫星。
但科学家们也相信，地球上的生物可能是从深的热液环境中开始的，毕竟这样能躲避年轻太阳严峻的紫外线辐射，会比较安全，同时也会包含所有必要的成分，让生命可以蓬勃发展。或许当火星还较年轻、较潮湿、以及火山更活跃时，那里的热液环境也可能让生命蓬勃发展。
王研究员说：「我们的研究提供了一个框架，来解释『地球生命』是如何可能曾经存活于火星的热液环境中。但是，生命是否曾经存在于火星上、以及它们是否与地球上的微生物相似，这都仍然是大问题。我们希望我们的研究能够引导对话，往优先寻找这些环境中的生命迹象迈进。」
参考资料：
斯塔尔,M(2022。1月29日)。这个剧毒湖泊可以向我们展示火星上的生命是如何存活下来的。ScienceAlert
王建林，(2012.01)。微生物生存在极端火星模拟生态系统:Poás火山，哥斯达黎加。天体生物学的前沿。doi.org/10.3389/fspas.2022.817900
图片来源：https://www.sciencealert.com/a-toxic-volcanic-lake-could-show-us-how-life-may-have-survived-on-mars（图：Lagringa/Wikimedia Commons, public domain）
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