哥斯达黎加波阿斯火山火山口中极其严酷的 Laguna Caliente 湖。 信用：贾斯汀王
湖以单一“极端微生物”属的细菌为主。
一些专业微生物在类似于那些 三月' 早期历史，报道了一份新的出版物 天文学和空间科学前沿——这可能要归功于广泛的适应。
哥斯达黎加波阿斯火山的热液火山口湖是地球上最恶劣的栖息地之一。 水是超酸性的，充满有毒金属，温度范围从舒适到沸腾。 此外，反复发生的“潜水喷发”会导致蒸汽、灰烬和岩石的突然爆炸。 尽管有如此致命的喷发，热液环境可能是地球上最早的生命形式开始的地方——如果有生命的话，也可能在火星上。 除了发现生命如何在这些恶劣条件下生存之外，研究这些微生物还提供了关于火星上是否以及如何存在生命的线索。
“我们的一个主要发现是，在这个极端的火山湖中，我们只检测到了几种微生物，但它们可能有多种生存方式，”第一作者、科罗拉多大学研究生贾斯汀·王说博尔德，在美国。 “我们相信他们是通过在火山喷发时在湖边生存来做到这一点的。 这时候拥有相对广泛的基因阵列会很有用。”
火山口及其极其严酷的湖泊 Laguna Caliente 由单一的嗜极嗜酸菌属细菌主导。 信用：贾斯汀王
目前的跨学科合作是对 2013 年之前工作的跟进。当时，研究人员发现只有一种微生物物种来自 嗜酸菌 波阿斯火山湖中的属。 不出所料，这种细菌常见于 酸 矿井排水系统和热液系统，并且已知它们具有适应不同环境的多个基因。
在随后的几年中，发生了一系列火山喷发，该团队于 2017 年返回，看看微生物多样性是否发生了变化，以及更全面地研究生物体的生化过程。 这项最新工作表明，生物多样性有所增加，但仍占主导地位 嗜酸菌 菌。
通过 的DNA 对湖泊样本中的生物进行测序后，研究小组证实，这些细菌具有多种生化能力，可以帮助它们耐受极端和动态的条件。 这些包括使用硫、铁、砷、碳固定（如植物）、简单和复杂的糖和生物塑料颗粒（微生物可以在压力或饥饿期间产生并用作能量和碳储备）来产生能量的途径。
在哥斯达黎加波阿斯火山湖的 Lagune Caliente 湖进行实地考察。 信用：贾斯汀王
“我们预计会发现很多基因，但考虑到湖泊的生物多样性低，我们没想到会有这么多，”王说。 “这真是一个惊喜，但绝对优雅。 这是有道理的，这就是生活如何适应生活在活跃的火山口湖中的方式。”
尽管环境常常是致命的，但热液系统提供了生命进化的大部分关键成分，包括热量、水和能量。 这就是为什么有关地球和火星的主要理论都关注这些地点的原因。 迄今为止，以往的努力 搜索、 火星上的生命主要集中在河床或河流三角洲，但作者建议应该更多地关注过去温泉的地点（这些温泉在火星上存在了数十亿年）。
“我们的研究为‘地球生命’如何存在于火星的热液环境中提供了一个框架，”王解释说。 “但火星上是否曾经存在过生命，以及它是否类似于我们这里的微生物，仍然是一个大问题。 我们希望我们的研究能够引导对话优先在这些环境中寻找生命迹象，例如在 Jezero Crater 的火山口边缘有一些很好的目标，这就是 Perseverance 漫游者现在所在的地方。”
参考：“极端火星模拟生态系统中的微生物生存：哥斯达黎加波阿斯火山”，Justin L. Wang、Nicholas B. Dragone、Geoffroy Avar 和 Brian M. Hynek，28 年 2022 月 XNUMX 日， 天文学与空间科学前沿.
DOI：10.3389/fspas.2022.817900
