嗜盐微生物能够解释火星上的甲烷吗？
新的实验室研究-模拟了火星上的环境并且使用了嗜盐微生物-表明相似的微生物能够产生火星上神秘的甲烷。火星盖尔陨石坑远古湖泊沉积物。好奇号火星车已经在这个区域探测到了甲烷，产甲烷的古生菌型微生物能够在这种土壤含盐分和黏土的环境中存活至今。
图片由美国宇航局和加州理工学院提供。自本世纪初第一次探测到甲烷以来，其在火星稀薄的空气中的存在就成为了这颗红色星球上最引人着迷的秘密之一。去年六月在火星大气中报告的创新高纪录的甲烷含量是2019年最大的科学新闻之一。火星上的甲烷是由地质过程产生的吗?还是一种生命的信号?这种争论在过去几年里愈演愈烈。现在，柏林工业大学研究人员进行的一项研究概述了一种微生物生命确实可以解释的可能机制。
这项研究在2020年1月9日于《天空和宇宙》中的德克·舒尔茨·马库赫（Dirk Schulze-Makuch）所著的一篇文章中进行了讨论，并且在同行评审后于一月8日发表在《科学报告》上。这项发现也于2019年9月4日，在法国奥尔良举办的第19届欧洲天体生物网络协会（EANA）天体生物会议上展示。这项由柏林工业大学的德比·茅斯（Debbie Maus）所领导的研究聚焦在微生物如何仅仅借助潮解（指盐直接从空气中吸收水分，然后溶解）所获得的水生存。
这对于没有液态水存在在干燥，冰冷表面的火星来说，十分重要。地球上的极端微生物可以通过这种方式，仅靠微量的水分生存，然而， 这在火星上也行得通吗？一些早期的极端微生物在借助潮解时也会释放甲烷，而众所周知火星土壤包含盐分，那么潮解能否用来解释火星大气中甲烷的存在呢？目前的研究没有证明，但研究确实表明这种解释是可行的。
嗜盐菌集群，一种地球上的古细菌。类似的微生物或许能解释火星上甲烷的存在。
茅斯和她的团队是如何得出这些结论的呢？他们采用了三种模拟的火星土壤，包括盐。这些模拟土壤被装在一个可以创造火星表面条件的特殊容器里。研究者们想知道是否这些特定种类的细菌在大气稀薄，寒冷和没有液态水的恶劣环境中会利用盐分来获得液化的水分。研究者们测试了三种类型的产甲烷的古生菌，它们是单细胞的微生物和地球上的细菌相似，生活在低氧的环境中很像火星的环境。这三种古生菌都把甲烷作为自己新陈代谢的副产品。其中两种细菌甚至在模拟火星的环境中产甲烷。值得注意的是这个结果是真实的当测试中使用盐和土壤和那些在火星的古老河床发现的土壤相似，都有很高的粘土含量。这就是好奇号巡视器现在所在的盖尔陨坑的那种地表，在几十亿年前这里是一片湖区。同时好奇号证实甲烷现在不仅在这一片区域存在。好奇者号现在正在检测陨坑中央夏普山下坡肥沃土壤中的粘土含量。
这项研究为甲烷释放到火星大气提供了一个可信的机制，但是仍不能确定的是甲烷的释放到底是由于生物方面的原因还是地理方面的原因。在地球上，绝大部分的甲烷是由微生物产生的，可能在火星上也是这样，但是目前还不能确定。
插图表明哪些过程可以产生或者破坏火星上的甲烷。甲烷可能产生于火星地表之下，之后通过亚表面裂隙释放到大气中。图片源于ESA（欧洲航天局）。研究人员发现即使微生物经过了脱水-干燥-休眠，他们仍可能通过潮解及释放甲烷而重生。通过这篇论文：我们的结果第一次展示了通过潮解作用复水MRAs[火星风化层类似物]可以重新激活脱水状态下产甲烷古菌的代谢。CDS的设计提供了潮解驱动的进入孵化室的水的运输，但这只有在存在吸湿盐时才可以。我们的数据也展示了甲烷的产生很大程度上取决于产甲烷的种类，孵化温度及MRA和实验中使用盐的类型。
在特定的封闭潮解系统（CDS）的帮助下，我们模拟了体外的潮解过程，并且在含有层状硅酸盐的火星地表模拟中证明了甲烷八叠球菌属soligelidi和甲烷八叠球菌属巴氏细菌可以在质量分数为30%的干燥情况下存活，而且在潮解产生水之后新陈代谢变得很活跃。
因此，我们得出这样的结论：产甲烷古菌可以生活在瞬变的水环境中，并且能应对不同的盐浓度。因此，在火星上富含盐的近地表环境受到周期性湿润的影响，例如RSLs[循环坡线]，可被认为是某些耐卤产甲烷古菌的栖息地，并且有可能是火星大气层中甲烷的生物来源。
RSLs或循环坡线是火星中存在水合盐的另一个特征。这些陡峭山坡上的黑色条纹可能是盐水流过的短暂的痕迹，但是关于他们（黑色条纹）的真实原因还存在很多争论。如果那里含有水分，那么那儿将会是这些喜盐微生物生存的理想场所。甚至在盖尔环形山中心的夏普山上也有一些RSLs。好奇号可以开的更近一些，但是NASA的工作人员并不决定这么做；因为探测器上还有一些地球微生物，这么做的话探测器会有被污染的风险。
1999年到2018年火星上甲烷的主要测量历史。图片来自欧洲太空局。
“好奇号”提供的证据表明至少它附近的甲烷有季节性的变化。这可能是在温暖的时期它捕获了冰盖或者土壤周期性的释放甲烷，或其他地质演变甚至是某种生物学作用的结果。
在以往的研究中，科学家发现“好奇号”探测到的甲烷除了季节性变化外，还表现出每日变化。 正如加拿大约克大学的约翰·摩尔所解释的：
这项最新的研究表明，甲烷浓度每天都在变化。我们第一次能够计算出火星盖尔陨石坑甲烷渗漏速率的单一数值，相当于平均每火星日2.8千克（0.7加仑）。
另一项先前的研究也表明，岩石的风蚀作用不太能解释“好奇号”所看到的甲烷的变化。
1999年，地面望远镜首次在火星大气层中发现甲烷。然而，尽管各种宇宙飞行器和“好奇号”探测器也多次探测到这种气体，但它的起源仍然是个谜。“好奇号”最近还在盖尔陨石坑中发现了盖尔陨石坑中氧气含量不同寻常的季节变化，但还需要进一步的测试，以确定是否与甲烷变化有关联。
2011年5月30日，火星勘测轨道飞行器（MRO）在牛顿陨石坑壁上观测到这些反复斜坡线条（RSL），其中含有盐，并很有可能含水。图像来源：NASA/ JPL-Caltech/亚利桑那大学。
水是否存在一直以来被认为是寻找火星生命的依据。但正如欧洲天体生物学网络协会（EANA）所指出的，应根据这一迹象开展新的研究，那么是时候修改研究方法了：尽管我们的结果强调了所用基质、古生物种类、盐和温度的重要性，但我们首次对此引起重视——仅潮解作用提供的水就足以再水化产甲烷古菌，并在大致类似火星近地表下环境条件中使其恢复新陈代谢。
由此我们倡议，对寻找火星生命来说，“跟盐走”比“跟水走”更重要。未来太空飞行任务，包括生命探测任务，应该以探究火星富盐区域作为天体生物学的首要目标。
要旨：柏林科技大学研究人员最新实验研究发现，火星神秘的甲烷可能由类似地球产甲烷古细菌的微生物产生。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3.earthsky-Paul Scott Anderson-如是观，豆豆，YPP，天下有雪，你好，再见，Crison，BIH
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