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地球上的沥青湖暗示了泰坦上存在生命的可能性

这张卡西尼号雷达拍摄的泰坦北极区域的不规则黑色图像被认为是液态甲烷乙烷湖。

沥青湖可能是地球上最接近土星卫星泰坦上碳氢海洋的东西,而且它显然充满了微生物。

这些发现不仅有助于在我们的太阳系中寻找外星人,而且可以深入了解这个星球上生命的进化。

地球上最大的天然沥青湖是特立尼达加勒比海的沥青湖,那里的黑色粘稠物渗出约114英亩,面积略大于梵蒂冈城。沥青湖被热沥青填满,二氧化碳和碳氢化合物气体冒泡,看起来几乎不适合生活。

然而,科学家们现在发现,Pitch Lake中的每克粘性黑色粘稠物都可以容纳多达1000万种微生物,包括细菌和其他被称为古菌的单细胞生物。这种生活在90至132华氏度(32至56摄氏度)的沥青中的生物显然以碳氢化合物为食。它不是呼吸氧气,而是借助金属的帮助呼吸,可能是铁或锰。

研究人员从湖中采集了六个样本。温哥华不列颠哥伦比亚大学的微生物系统学家Steven Hallam说:“焦油本身粘在所有东西上,想象一下真的很臭的糖蜜。”

每个样品都含有不同的微生物种群。大多数细菌似乎与缺氧沉积物、甲烷油矿或油藏中发现的细菌有关。然而,Hallam说,一些古海鞘“落在离已知类群足够远的地方,足以代表新的谱系”。

沥青中的水位很低,处于或低于地球上报告的生命阈值,因此研究人员在沥青中发现的生命可能局限于周围沥青中的水袋,类似于南极洲麦克默多干谷结冰的湖泊和冰川中的情况。大肠杆菌肠道细菌可以产生大部分自己的水,煤油中的真菌可以从轻质碳氢化合物中提取水,这一事实可能表明,即使在几乎没有液态水的情况下,生命也是如何生存的。

除了泰坦非常寒冷的表面条件外,沥青湖内的环境条件是我们在地球上能找到的最接近月球的环境条件之一。研究人员说,在这个湖泊中发现了广泛的微生物,这增加了在泰坦的碳氢海洋中存在生命的可能性。泰坦的一些碳氢化合物储层可能是从下面加热的,提供的能量可能至少提高了生命前体分子的可能性。

华盛顿州立大学天体生物学家Dirk Schulze Makuch研究员也参与了该项目,他说:“未来一个明显的步骤是研究这些微生物的适应机制,以及它们如何在PitchLake谋生,这也将使我们对泰坦上假定的地外生命的可能适应机制有一些了解。”

Schulze Makuch补充道,泰坦上生命的前景令人兴奋,“因为如果我们在那里发现生命,它很可能是一个独立的起源,这将极大地告诉我们生命的多样性,也将极大地增加在太阳系以外发现生命的机会。”

未来的研究可能会梳理出这些微生物依靠沥青中的碳氢化合物和金属生存的基因。这样做可以揭示潜在的外星生命,甚至导致新的生命检测测试,寻找更广泛的生物标志物。

这项研究也可能有助于减少地球上能源的污染。Hallam说,他们的研究可能会带来“制造用于更清洁燃料加工的微生物处理系统,或开发专注于回收石油降解副产品天然气的收获方法”的方法

Hallam指出,早些时候在洛杉矶的拉布雷亚焦油坑中发现了微生物生命,尽管这项研究“更侧重于系统的生物降解特性和生物技术方面”。此外,虽然Pitch Lake和拉布雷亚的细菌有相似之处,但Pitch Lak的古菌种群似乎更为多样。

对地球上沥青湖的研究不仅揭示了宇宙其他地方的生命可能是什么,还揭示了在我们的星球上,在它适应氧气之前,它在古代可能是什么样子。哈勒姆说:“这种感觉很原始。”

科学家们注意到,地球上的这个微型泰坦正在缩小,部分原因是铺路作业中的沥青开采。哈勒姆补充道:“这是保护这样一个有趣的自然实验室的必要性和该岛经济发展之间的巧妙平衡。”“如果能在这里推广生态旅游,那将是一件了不起的事情。”

科学家们已将他们的发现提交给《天体生物学》杂志。


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