漂浮的微生物如何在金星的酸性云层中生存

金星，以其硫酸云和地狱般的表面温度，通常被忽略为潜在的生命栖息地。但一些行星科学家提出，大气中生存的微生物可能在其较低的云层中生存，这可能解释了金星神秘的大气现象。所讨论的云层——悬浮在金星闷热表面上方约30至37英里（48至60公里）处——具有可以说适宜居住的温度、营养物质，甚至还有溶解在硫酸液滴中的少量水。

现在，由麻省理工学院（MIT）天体物理学家萨拉·西格（Sara Seager）领导的一个团队，提出了一种假设的生命周期，解释微生物如何在金星大气层中生存。研究人员声称，他们是第一个假设出一种具体的机制，通过这种机制，生物体可以在金星的薄雾和云层中持续存在，而不是被雨水冲刷下来，并被下方炽热的表面条件摧毁。该团队概述了金星微生物如何在不同的气氛层中循环，通过进入休眠状态来应对最极端的条件。

这项新研究于8月13日发表在《天体生物学》杂志上。

金星云层中的微生物

在太阳系中，云层中的微生物并非史无前例。“在我们自己的地球上，我们也有所谓的空中生物圈，”西格告诉《天文学》杂志。“地球上的微生物被卷起并漂浮。它们进入液滴中，风将它们带过整个大陆和海洋。”

西格解释说，随着时间的推移，地球大气层中容纳微生物的水滴会凝结，变得越来越大、越来越重。最终，它们会落到地表。但从金星云层坠落几乎肯定会对任何微生物造成致命伤害，因为这颗行星灼热的表面温度高达860华氏度（460摄氏度）以上。

“所以，我们提出的问题是，‘它们如何在云层中永久生存？’”西格说。

合著者、麻省理工学院研究员亚努什·彼特科夫斯基向《天文学》解释说，该团队的假设是，金星生命可以以代谢活跃状态——生长和繁殖——存在于低层云层中的硫酸云滴中。在几个月的时间里，这些液滴本身会像地球上的水滴一样增加质量。最终，它们会足够大，从低层云中“降落”。这意味着它们会落入金星的低层霾层。

这个霾层从地表上方20到30英里（33到48公里）延伸，比它上方的云层热得多，温度范围约为170到368华氏度（77到187摄氏度）。西格的团队认为，如果硫酸液滴落向这个过热的霾层，它们就会蒸发。

没有液滴保护这些假想的微生物，它们将经历新陈代谢转变，进入一种保护性的休眠状态，以应对极热和脱水。这些休眠的微生物，研究人员称之为“孢子”，可以持续存在，悬浮在金星的低层雾霾中。

但它们不会永远呆在那里。

最终，金星大气的上升气流会将孢子重新吹回行星温和的云层，在那里它们将被再水化，使其恢复活跃状态。

在金星云层中寻找微生物

就像空中生物圈一样，金星微生物能够进入休眠状态以适应恶劣条件的提议在地球上也有先例。被称为水熊的微小分节生物因利用这种策略来抵御冰冻、辐射甚至太空真空而闻名。

尽管这种金星云层中的生命情景仍是假设，“但有充分的理由考虑我们太阳系内的行星上的生命……因为我们还没有像我们希望的那样彻底探索它们，”该论文的合著者、麻省理工学院博士后研究员苏克里特·兰詹告诉《天文学》杂志。“金星上存在生命的可能性是一个可检验的假设。因此，值得考虑是否值得投入资源进行这项检验。”

柏林工业大学教授迪尔克·舒尔茨-马库赫（Dirk Schulze-Makuch）虽然没有参与这项研究，但他对金星的宜居性进行了研究。他表示，一种寻找金星云层中生命的可能方法是进行一次飞越任务，即航天器穿过较低的云层并采集样本。然后，可以对这些样本进行远程评估，以查看它们是否含有任何有趣的有机分子。

“如果我们现场发现有机物，那么……我们就会说，好的，我们确实需要研究这个，”舒尔茨-马库赫告诉《天文学》杂志。

如果发现了有机物，研究人员就会有理由进行样本返回任务，将金星云层样本运回地球，用更精密的仪器进行分析。这样的任务成本高昂，但如果科学家们更相信金星上可能存在生命，那将是很有吸引力的。

思考地外生物在非地球环境中的运作方式对于在其他行星上寻找生命至关重要。但在他们的论文中，西格的团队对金星生命的假设提出了一个令人警醒的反驳。

虽然嗜酸极端微生物，如某些古菌物种，常被作为生命如何在金星上生存的例子，但该团队警告说，金星的云层远比地球上任何环境都更具酸性。此外，地球生命必需的DNA、RNA、糖和蛋白质都会被硫酸破坏。

所以，如果漂浮的微生物存在于金星上——无论是活跃的还是休眠的——它们几乎可以肯定是非同寻常的外星生物。