这是2010年南太平洋钻探探险中收集的岩石样本。科学家在其中发现了一些微生物，它们生活在一个看似不可能的地方：海底之下的古代岩石里。
摄影：CAITLIN DEVOR, THE UNVIERSITY OF TOKYO
撰文：ROBIN GEORGE ANDREWS
2013年，科学家们震惊地发现，在太平洋西北部海底下的火山岩深处，265米厚的沉积物之下，生活着大群% D e . j B P X微生物。这些岩石位于火山裂谷侧面，它们在此诞] o ; d F x 8 C H生，依然年轻，而且温度足够高，可以与海水发生1 W o : j 4 X d d剧烈的化学反应，这些微生物从中获得! . = Y a x : , Q能量。
不过，l 9 k z - /现在另一组研究人员在南太平洋中部发现( w j R s C d了活细胞，它们生活在% M ( z极其古老、寒冷的地壳中。目前我们尚不f _ = { + ? - o清楚这些新的微生物如t _ K ; @ F R何存活下来，而且在同样的体积下，古老的地壳里的微生物是年轻的100多万倍。
东京大学的地球科学家Yohey Suzuki回忆自己第一次见到满是细胞的古代岩石薄片时说, y ; X X o p @ M：“说实话，我简直不敢相信。”这项研究发表于4月2日《生物学通讯》，Suzuki是首席著者。
这些荧光显微镜下的细菌（绿色）来自研究人员从海底之下采集的岩石样本。
供图：YOHEY SUZUKI, UNIVERSITY OF TOKYO
在这样一个几乎不可能的地方发现微生物，令人十分震撼，而这也说明，可能整个海洋地壳里都存在微生物。海洋地壳是$ 2 3 | ~ y % $一层岩石，厚度与珠穆朗玛峰相仿，有些地方很高3 ; 7 f Z，占据了地球表面五分之三的地方。这一发现还具有更广阔的宇宙意义：火星上有类似的火山带，这颗星球的表面也曾被水浸过，甚至可能曾有一个巨大的海洋。
大约40亿年K 2 p o w j 6 Z前，火星的外核停止搅动，磁场随之瓦解，大气层被太阳风吹走，火星变成了一个沙漠! 8 $ 2 C O Q P世界2 p _ d [ q : ]。但如果水中曾充满了t D ~ G 9 Z t M生命，而且一些水流进了地下，那么在火^ 2 h { Q e m星地下火山岩的细微裂缝中，可能仍存在生物——就像在今天地球的海洋地壳中一样。
西班牙天体生物学中心的高级研究员Mara-Paz Zorzano说：“如果有海洋，生命就会在这些细缝中诞生。”Zorzano没有参与此次研究。
全球传输带中的生命
海洋地壳在38亿年里一直处于不断形成的过程中，从大洋# q g i 4 3 z f中脊开始（一个环绕地球的火山网，延伸64000公里）。这种新冻结的熔U V _ / g岩大部分是玄武岩，依然炙热，与冰冷的海水发生剧M @ ; y T G ,烈的化学反应，海底微生物从中获取能量——现在我们已经知道，它们在海底深处。
在靠近大洋中脊的地方，炙热而又年轻的岩石里有包括铁在内各种各样的金属，它们处于很容易与海水中的氧发生反应的化学状态。于是，那里的微生物可以利用] ? T -这些化学反应产生能量Q g N。
然而，在山脊的两侧，海水中的氧气已经被早期化学反应消耗了。玄武岩与水反应产生的是氢。2013年，奥胡斯大学的生态学家Mark Lever和同事报告称，藏身350万年前海洋地壳中的微生物，利用这些氢把二氧化碳转化成了维持生命的有机物。
沿着这条地壳传送带一路向前，古老的岩石不断被年轻的岩石推开，你会发现前者已经变得冰冷，而且缺少关键的化学成; N H n = 1 h =分，微9 k 1 9 - D生物在这里存活的可能性很低。但科学家并没有因此m s A $ v J % U放弃。
回到2010年10月，研究人员前往广阔的- I u M G南太平洋，在库克群岛以西64K b I q ` 3 C0多公里的地方开始探索。在这片孤寂的海域 9 ) % ! T里，他们在距离船下5790米% 0的地方，钻入坚硬的o w 7 ! c 5 W /海洋地壳。
Lever没有参与此次研究，他` @ A 8 Z说，由于钻探现场上方的营养物质非常少，“水中几乎不存在生命”，这里可以算是“全球海洋中最o ? + _ ] E b死气沉沉的地方”。
研究人员在多个地点，从海底100米以下的地方提取了地R 2 _壳核心样本；最年轻的1350万年，最古老的1.04亿年。之后的十年里，Suzuki和团队孜孜不倦地研究了这些岩石，发现在每个样本，在很多富含M * q铁、全是粘土的细微裂缝中，存在生命。
充满生命的“地下室”
为了确保样本没有被富含微生物的海水污染，研究团队在打开之前，对岩石外部进行了仔细消毒。Zorzano说，岩石内部的生物看上去是地壳里真正的居民。
这个@ } Q u Y u + m环境处于580个大气压的压力下，营养微薄，空间狭小，生命几乎无法存活6 { k o P A M u，然而庞大的高密度微生物群落却生活在这些岩石里，足以证明微生物充满了活力。
基因图谱显示，这些地壳中的群落主要是异养型细菌。生活在年轻的海洋地壳中的微生] ) [ D 2物可以依靠氢，但新发现的这些微生物无法合] 9 - ) a ~ ` ] o成自己的食物，只能从周围环境中获取。在这样的情况下，有机物成了它们的能量来p w E 5 V P -源。
异养型细菌的食物可能% g K ] y y是从上方落下的海洋生物的排泄物和腐烂的尸骸，或者地壳自身带来的非生物化学分解，像一些深海热泉周围那样。Suzuki说，无论是哪种情况，它们被困在了全是粘土的细微裂缝中，为生命的诞生准备好了“神奇的材料”。
在这些古老的玄武岩里，科学家也发现了以甲烷为食的微生物。Lever说，甲烷的来源尚不清楚，但可能形/ G v _成于年轻的海洋地N m 4 9壳，靠捕获的二氧化碳存活。又或许，这些生e E u物靠着几千万年前的剩余物活到了今天。
地外生命
古老的海洋地壳中存在微h ] W , 1 |生物群落，这一点预示着火星上也可能有生命。内华达大学拉n - R斯维加斯分校的行星科学家Arya Udry没有参与此次研究，她告诉我们，地球的大洋玄武岩与火星的玄武岩非常相似。
这一新发现是否会增加我们在行星邻居火星相似k V t F E s Y C _的地方，发现类似生命的概率？“当然会，”Lever说。虽然来源不明，但火星上也有甲烷，这意味着南太平洋底发现的以甲烷为食、生活在地壳中的微生物，可能也以某种形式存在于火星上。
而且火星玄武岩的内部和顶部也有蒙脱石，这种粘土矿物为很多陆地微生物提供了食物。Lever说：“如果火星上曾经存在过生命，那今天的地下深处可能p a | G L K也存在。”
Zorzanon u I说，如果有微生物为了避开表面的致命辐射，存在于火星内部，那么& 7 M . ^ j } p我们可能很快就能找到它们。欧洲航天局罗莎琳德富兰克林火星漫游者预计将于2022年发射，在满是粘土的地方着陆，这些粘土中富含有机分子，科学家将在此寻找生命特征。NASA的毅力号火星车计划于今年夏天发射，在富集粘* r 5土的火山口收集样本，并在未来十年里将把原始样本送回地球。
这项新研究结果的意义甚至超出了太阳系。* 1 D从海面上漂着的海藻，到陆地上的植物，地球上的很多生态系统都建立在光合作用生物的基础上。但这些以甲烷为食的微生物可能仅从海洋地壳中获取能量，它们的生态系统迥异于光合作用生物，但同样成功。
Lever说，在宇宙中，这些微生物看似不同寻常的策略可能比我们想象的更常见。“在浩7 7 L瀚宇宙的其他地方，很可能光合作用生物才是例外。”
（译者：Sky4）