南极冰下湖中首次发现生命迹象

科学记者 Douglas Fox 作为 WISSARD 嵌入式记者，正在南极为 DISCOVER Magazine 执行任务。

微生物学家们正在准备从湖中提取的第一批样本。在南极西部冰盖下方 2,600 英尺处的惠兰斯冰下湖中，生命探测仍在继续——但一项激动人心的初步结果已经检测到了生命迹象。1 月 28 日凌晨 6:20，四名穿着消毒白色 Tyvek 服的人正在照料一台卷扬机，将电缆缠绕在钻井平台上。其中一人一边敲掉从冰钻孔中露出的电缆上的霜，而电缆距离冰面仅几英尺。他们关注的目标最终出现了：一个长约棒球棒的灰色塑料容器，里面装着来自半英里下惠兰斯湖的水。这个瓶子被迅速放入了一个被改造成滑雪实验室的 40 英尺长的集装箱中。一些湖水被挤进培养皿中，以便培养可能栖息在湖中的任何微生物。这些培养可能需要数周才能产生结果。但一项测试已经产生了一个有趣的初步发现。当湖水在显微镜下观察时，看到了细胞：它们微小的身体在对 DNA 敏感的染料反应下发出绿光。这是南极冰下湖中首次发现生命迹象。（一个俄罗斯团队曾报告在沃斯托克冰下湖的水中发现了两种细菌，但 DNA 序列与已知生活在煤油中的细菌相匹配——这使得科学家们得出结论，这些细菌来自钻孔使用的煤油钻井液，而非沃斯托克湖本身。）为了确凿地证明惠兰斯湖确实存在生命，研究人员需要完成更多耗时的实验，以证明细胞确实在生长——因为死细胞有时也可能在显微镜下通过 DNA 敏感染色显示出来。而且，在确定这些细胞是已知微生物类型还是前所未见的物质之前，还需要数周或数月的时间。但有几件事似乎很可能。这些微生物中的大多数可能以啃食岩石为生。尽管被 2,600 英尺的冰层封锁，但它们很可能拥有稳定的氧气供应。氧气来自冰盖底部融化的水——每年可能只有几便士厚的冰。蒙大拿州立大学的地球微生物学家 Mark Skidmore 说：“当你融化冰时，你会释放出（被困在冰中的）气泡。”他是惠兰斯钻井项目（WISSARD 项目）的成员。“那是 20% 的氧气，”他说。“它被输送到冰川底部。”

点击查看钻井现场照片。一种可能的场景是，湖中的细菌可能以常见的黄铁矿矿物为食，这些矿物含有铁和硫。细菌会通过利用氧气“燃烧”这些铁和硫来获取能量（类似于动物利用氧气缓慢燃烧糖类和脂肪的方式）。少量硫酸会作为副产品渗出；这种酸会侵蚀湖泊沙子和沉积物中的其他矿物质——浸出钠、钾、钙和其他会积聚在水中的物质。这个过程称为风化，每年分解地球表面数十亿吨的矿物质。国家科学基金会资助的 WISSARD 项目的研究人员希望了解在覆盖南极和格陵兰的巨大冰盖下是否也发生类似的情况。他们已经看到了一个诱人的迹象。覆盖惠兰斯湖半英里厚的冰层相当纯净——来自数千年前落在南极的雪。其中溶解的矿物质含量仅为清澈的山溪或普通城市自来水中的百分之一。但本周一个传感器沿着钻孔下降显示，湖水本身中溶解的矿物质要丰富得多。来自英国阿伯里斯特威斯大学的微生物地球化学家 Andrew Mitchell 说：“看到高浓度的事实表明，存在一些有趣的“水-岩石-微生物”相互作用。”“换句话说，微生物很可能在冰盖下啃食矿物质。”惠兰斯团队需要数月或数年才能解开这个谜团。他们将进行实验，观察从湖中提取的微生物是否代谢铁、硫或其他矿物质成分。他们还将分析这些微生物的 DNA，看看它们是否与已知的啃食岩石的细菌有关。太阳系中并非只有南极存在隐藏在厚冰下的黑暗水体。木星和土星的卫星，如欧罗巴和恩克拉多斯，也被认为蕴藏着液态水的海洋。在惠兰斯湖的发现可能会为我们在其他地方寻找生命提供线索。