土星,，是太陽系內(nèi)唯一擁有“行星環(huán)”的星球,。不僅如此，土星也不像地球只有一個月亮相伴,，它被眾多的衛(wèi)星所環(huán)繞,。科學(xué)家一直懷疑,，在這些衛(wèi)星中,，或許隱藏著我們一直渴望尋找的答案：外星生命。

○ 卡西尼號太空探測器眼中的土星,。| 圖片來源：NASA/JPL

土星的第六大衛(wèi)星土衛(wèi)二,，又稱恩克拉多斯（Enceladus）或許是太陽系中最令人著迷的星體之一了。被冰層覆蓋的土衛(wèi)二擁有著溫暖的地下海洋,，還有著生命所需的的基本化學(xué)成分,。我們?nèi)滩蛔∠耄抢?，會孕育出外星生物嗎?/span>

○ 被冰層覆蓋的土衛(wèi)二,。| 圖片來源：NASA/JPL

一篇最新發(fā)表于《自然通訊》雜志上的論文就對這一問題進行了探討[1]，發(fā)現(xiàn)答案很可能是肯定的,。據(jù)最新研究發(fā)現(xiàn),，產(chǎn)甲烷微生物可以在土衛(wèi)二環(huán)境下存活。這一結(jié)論是由維也納大學(xué)的科學(xué)家 Simon Rittmann 領(lǐng)導(dǎo)的一個跨學(xué)科研究小組,，通過將在地球深海熱泉口周圍發(fā)現(xiàn)的微生物,，暴露在與土衛(wèi)二類似的環(huán)境下而得出的。這是科學(xué)家首次對地球微生物能否在土衛(wèi)二環(huán)境下產(chǎn)生甲烷所進行的跨學(xué)科研究,。它涵蓋的學(xué)科領(lǐng)域包括天體地球化學(xué),、行星學(xué)、微生物生理學(xué)和高壓生物學(xué),。

難以置信的是,，這些微生物不僅存活了下來，而且還呈現(xiàn)出一派欣欣向榮的樣子,！因此,，或許在太陽系的某個特定時期內(nèi)，土衛(wèi)二可能是除了地球以外,，比任何地方都更有可能擁有生命的星球,。

羽毛狀噴發(fā)：水和有機分子

○ 從土衛(wèi)二的冰層表面升起的羽毛狀煙流。| 圖片來源：NASA/JPL

土衛(wèi)二的水和有機分子流的存在,，使得土星的這顆冰冷的衛(wèi)星成為尋找潛在外星生命的熱門星球,。每隔一段時間，土衛(wèi)二就會將一股水蒸氣和固體顆粒射入太空,。根據(jù)NASA的卡西尼號太空探測器所做的測量表明,，在土衛(wèi)二的噴射物中，含有大量生命所需的化學(xué)物質(zhì),，其中包括有機物和含氮分子,，以及鹽、硅酸鹽和氫分子,。不僅如此,，在數(shù)十億年的時間里，土衛(wèi)二上存在著一個溫暖的冰封海洋——這是另一個重要的潛在宜居跡象,。天體生物學(xué)家推測,，土衛(wèi)二上的生命可能會像遠古地球那樣，在水下巖石內(nèi)核附近的深海熱泉口周圍出現(xiàn),。

除了卡西尼號對它進行的低空探測之外,，科學(xué)家還沒有機會了解土衛(wèi)二的地表，也無法對其海洋進行探索,，因此我們還無法確切地知道那里是否真的有生命,。但正如新的實驗所證實的那樣，我們至少能在通過模擬土衛(wèi)二的環(huán)境,，來觀察微生物在這種環(huán)境下的生存表現(xiàn),。

需要強調(diào)的是，科學(xué)家們并不是隨意地挑選一種微生物來進行這項實驗,，他們必須找到一種最可能出現(xiàn)在土衛(wèi)二上的微生物,，沖繩甲烷嗜熱球菌（Methanothermococcus okinawensis）被選為這項研究的試驗對象。這是一種喜歡徘徊在深海熱泉口附近的生物體,，這種來自古生菌家族的微生物會以二氧化碳和氫氣為“食”,，釋放出甲烷。

在實驗中,，研究人員將甲烷嗜熱球菌以及其他兩種類似的微生物一起暴露在推測的土衛(wèi)二的大氣環(huán)境下,。在這種情況下，這些微小的生物體不但沒有奄奄一息,、就要消亡殆盡的樣子,，反而對周圍的二氧化碳和氫氣進行了“狼吞虎咽”般的吞噬,，它們茁壯地生長并產(chǎn)生甲烷。為了讓微生物的生存環(huán)境變得更復(fù)雜,，Rittmann 的團隊還將它們暴露于一些可能存在于土衛(wèi)二上的有害化合物中,，如甲醛、氨和一氧化碳,，這些有害化合物可以抑制微生物的生長,。但面對這樣嚴峻的生長環(huán)境，這些微生物也仍然堅強地繼續(xù)茁壯成長,。

這項新的研究還指出,，一種低溫的名為蛇紋石化（對含鎂巖石進行分解產(chǎn)生蛇紋石的蝕變作用）的地球化學(xué)過程也發(fā)生在土衛(wèi)二上。在這種情況下,，蛇紋石化可以產(chǎn)生足量的氫氣來支持產(chǎn)甲烷微生物,。

實驗結(jié)果表明，根據(jù)推測出的土衛(wèi)二環(huán)境和給定的環(huán)境參數(shù),，生物性的甲烷產(chǎn)生確實可以在這樣的環(huán)境下發(fā)生,。來自地球上的深海熱泉口的微生物，可以在抑制物與高壓并存的環(huán)境下生長,。

學(xué)界評價

康納爾大學(xué)的物理科學(xué)教授 Jonathan I. Lunine 沒有參與這項研究,，他表示發(fā)現(xiàn)這樣一種能在類土衛(wèi)二環(huán)境下生長的有機體是非常重要的，但對于微生物能在這樣的環(huán)境下茁壯成長一事倒也并不感到驚訝,。

他指出了這項新研究的一個弱點,，即實驗中使用的培養(yǎng)基的pH值（即酸堿度）低于卡西尼號所發(fā)現(xiàn)的范圍值。而更高的pH值是有可能會抑制微生物生長的,。NASA的天體物理學(xué)家 Chris McKay 也認為,，研究人員沒有將土衛(wèi)二的深海熱泉口處的壓力、溫度,、pH值,、二氧化碳和氨等因素同時設(shè)計到實驗中非常可惜,，雖然“這確實很難做到”,。

美國西南研究所的 Hunter Waite 說：“如果我們真的在土衛(wèi)二上發(fā)現(xiàn)生命，它們也不太可能與地球生物相似,，除非這些生命形式都來自于太陽系外的某一共同起源,，但這種可能性是極小的?！彼J為在地球上證明這些概念或許有趣,，但是前往土衛(wèi)二，并在其特有的環(huán)境中尋找和研究產(chǎn)甲烷生物將是未來無可替代的研究方案。

對于這樣的“批評”,，這項新研究的作者并非全不認同,。Rittmann 強調(diào)說，這項研究所用到的數(shù)據(jù)是純粹基于實驗室研究,。他說：“盡管我們努力地想讓實驗設(shè)置在盡可能廣的因素,，如壓力、介質(zhì)和氣體的組成,、溫度，微生物,、抑制劑等等下進行,，但得到的仍只是‘可能’的結(jié)果，這些結(jié)果并不能作為外星生命存在的證據(jù),。”

這項研究的作者也同樣認為,，要精確找到土衛(wèi)二是否有生命存在的唯一途徑，就是真正的去到那里,。Rittmann 認為,，一個配有質(zhì)譜儀的探測器將能對生物體獨有的碳同位素比率，以及產(chǎn)甲烷菌的其他潛在“生物標記”,，包括脂質(zhì)和碳氫化合物進行檢測,。

編譯：不二北斗

參考鏈接：

[1] https://www./articles/s41467-018-02876-y

[2] https:///experiment-shows-microbes-could-thrive-on-saturn-s-moon-1823355244

[3] https:///news/2018-02-alien-life-solar-hints-saturn.html