火星上可能有外星生命 但我们的漫游车能够找到它吗

机器人漫游车目前正在探索火星表面。火星车任务的一部分是调查地球是否有生命迹象。可能没有什么可找的——但如果有，而漫游者就是无法“看到”它呢?

今天发表在《自然通讯》杂志上的一项新研究表明，漫游车目前的设备实际上可能无法胜任寻找生命证据的任务。

作为一名极端环境微生物学家，在看似几乎不可能的地方寻找生命的挑战对我来说很熟悉。

在天体生物学中，我们研究地球上具有环境或物理特征的地点的生命多样性，这些特征类似于火星上已经描述的区域。我们称这些地面环境为“火星模拟”站点。

检测限

这项新研究由马德里天体生物学中心的阿曼多·阿祖阿-布斯托斯(Armando Azua-Bustos)领导，测试了美国宇航局好奇号和毅力号火星车目前使用的复杂仪器，以及计划用于未来分析的一些更新的实验室设备 - 在阿塔卡马沙漠的火星模拟中。

Azua-Bustos及其同事发现，漫游车的测试台设备 - 用于分析现场样本的工具 - 检测我们可能期望在这颗红色星球上发现的生命痕迹的能力有限。他们能够检测样品的矿物成分，但并不总是能够检测有机分子。

在我的团队的案例中，我们的火星模拟站点是南极洲干燥山谷和风车群岛的寒冷和超干旱沙漠。

在这两个地点，尽管面临极端压力，生命仍然存在。鉴于恶劣的条件和微生物生命的稀缺性，寻找生命的证据具有挑战性。

首先，我们必须定义在模拟“极端”环境中存在(和正在被发现)的生命的生物和物理边界。然后，我们需要开发工具来识别生命的“生物特征”。这些包括有机分子，如脂质、核酸和蛋白质。最后，我们确定在地球和火星上检测这些生物特征所需的灵敏工具。这告诉我们检测的极限。

寻找黑暗微生物组

在我的极端微生物学领域，“微生物暗物质”是指样品中的大多数微生物尚未分离和/或表征。为了识别它们，我们需要定义下一代测序。Azua-Bustos的团队更进一步，提出了一种“黑暗微生物组”，其中包含潜在的遗物，灭绝的地球物种。

Azua-Bustos的团队发现，复杂的实验室技术可以在阿塔卡马沙漠的火星类超干旱土壤样本中检测到黑暗微生物组。然而，火星车目前的设备无法在火星上探测到它。

在生物质稀缺的样品中，我们使用高度灵敏的实验室方法来检测微生物生命，包括基因测序和使用显微镜分析可视化细胞。该领域基因组测序的原型正在开发中，但它们尚不具备低生物量样品所需的灵敏度。

不同的星球，不同的规则

在其他星球上寻找生命也依赖于我们对生命存在需要的理解，最简单的列表是能源，碳和液态水。

在地球上，大多数生物利用光合作用来利用阳光的能量。这个过程需要水，而水在南极洲和阿塔卡马沙漠等干燥的沙漠环境中几乎完全无法获得，而且很可能是火星。我们认为一个我们称之为“大气化学合成”的过程可以填补这一空白。

我的团队首先在南极洲寒冷的沙漠土壤中发现了大气化学合成。在这个被忽视的代谢过程中，细菌通过消耗大气中的微量氢气和一氧化碳气体来“生活在稀薄的空气中”。

我们认为干燥的沙漠微生物群可能依赖于这一过程来获取能量和水，这是该过程的副产品。像我们在南极洲发现的生态系统现在为寻找火星生命提供了最有前途的生态模型之一。

我们现在相信火星冰水泥地下存在生命潜力。我的团队与美国宇航局和比勒陀利亚大学的合作者一起，计划在南极洲的大学谷对此进行调查，通过定义通过痕量气体消耗对能源，代谢水和碳产生的环境限制。

我们找不到我们无法定义的东西

我们对目标生物特征的新知识以及检测它们所需的灵敏度水平在设计或优化未来部署在旨在寻找生命的任务中的仪器时至关重要。

未来火星任务的目标，包括计划于2026年进行的破冰船生命任务，是寻找生命的证据。破冰船生命号将对冰水泥地面进行采样，类似于南极干燥的永久冻土，如果它检测到生命迹象，火星样本返回任务将是一个高度优先事项。

将样本送回地球进行实验室分析是有风险的。正如我们在南极土壤样本中发现的那样，挑战可能包括污染、运输过程中的低温保存，以及需要专门的检疫实验室来分析样本而不破坏它们。

但正如Asua-Bustos所建议的那样，将样本带到地球进行详细的实验室分析可能是检测或排除生命存在(或过去存在)的唯一可靠方法。

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