南极洲通常让人联想到白色和蓝色的景象，但这座冰封的大陆有时会呈现出意想不到的色彩。以泰勒冰川为例——一位地质学家格里菲斯·泰勒（Griffith Taylor）在一世纪前首次探索它时，发现了一个奇特的红色污渍，似乎像瀑布一样从冰川的末端流淌下来。这个区域被形象地称为血瀑布。
血红色颜色的来源是一个地下咸水湖，它至少在 150 万年前就被不断逼近的冰川封闭了。水的温度是零下 5 摄氏度，但它非常咸，所以不会结冰。它还富含铁盐，这些铁盐正在缓慢地侵蚀冰层——这就是独特的红色调的来源。血瀑布是一座生锈的冰川。
但它还隐藏着另一个秘密，哈佛大学的科学家们已经开始揭开它——这里生活着一个完整的细菌生态系统，它们被困在极端不利于生命的条件下数千年。
无论是地表的水还是阳光都无法穿透泰勒冰川厚厚的冰层，到达下方 400 米处的湖泊。当冰川从上方滑过时，微量的气体可能会渗透下来，但并没有什么实质性的。水中几乎没有溶解的氧气，而少量碳的放射性测年表明它极其古老。但尽管有极咸的水和缺乏光照、氧气和碳，这些微生物在那里已经生存了数百万年，仅以硫酸盐离子作为唯一的能量来源。
哈佛大学的吉尔·米库茨基（Jill Mikucki）几年前在血瀑布中发现了生命。她花了几年时间才取到样本，但当她这样做时，对其化学成分的分析显示，它们的细菌群落过着一种真正受保护的生活。数千年来，血瀑布的细菌一直被困在地下，没有外部世界的养分输入。它们是如何生存的？同样，水提供了一个线索。它富含硫酸盐离子（SO42-），许多细菌可以将其作为能量来源。
这似乎是细菌生存的一个合理解释，但有些地方说不通。细菌通常通过一种将硫酸盐转化为硫离子（S2-）的化学反应来获取硫酸盐离子。这些通常可以检测为硫化氢，但米库茨基在水中没有找到任何硫化氢。而且在细菌的基因组中，她没有发现任何能够催化这种反应的基因（dsrA）的痕迹。通过分析不同硫同位素的比例，她甚至发现水中硫酸盐离子的总体含量数百万年来都没有下降。
细菌一定有某种方法来回收它们的能量来源。米库茨基认为它们使用一种独特的系统，将硫酸盐还原为亚硫酸盐（SO32-）。然后，亚硫酸盐与铁（冰川从下方的岩石中刮下来的）发生反应，并被氧化回硫酸盐，从而补充了原来的供应。细菌这样做是使用一种特殊的酶，称为 PAPS，或磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸酯还原酶，这是它更完整、更具吸引力的名字！
这个系统可能很独特，但那仅仅是因为冰川下的生命几乎没有得到研究。也许在地球被冰雪覆盖的“雪球地球”时期，这样的生态系统很普遍。也许在地球的冰川下还存在许多类似的群落。毕竟，米库茨基指出，铁是地壳中一种非常丰富的成分，因此完全有可能其他细菌生态系统已经适应了除了铁和硫酸盐离子之外几乎没有其他东西的生存。
参考资料：Science doi:10.1126/science.1167350
图片：冰川图由 Zina Deretsky 绘制；血瀑布由 Ralph Maestas 拍摄
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