斯坦福大学发现原本被认为"不适宜居住"的环境中也有生命存在

斯坦福大学的研究团队最近的一项研究突破了我们对生命存在环境的认知边界，预测生命可以在极度高盐环境中存活，这一预测成果已在《科学进展》杂志上发表。这次研究的焦点，是聚焦在南加州海岸工业池塘盐水中的数千个单细胞代谢活动上。

这一发现为我们理解太阳系潜在的宜居空间提供了新的视角，也帮助我们更深入地认识到地球上某些水生环境因干旱和引水而变得日益咸涩所带来的生态影响。研究报告的资深作者、斯坦福大学多尔可持续发展学院地球系统科学助理教授安妮·德卡斯表示，对生命的探索需要有明确的目标和方向，通过研究地球上极端环境中生命的生存方式和地点，可以为我们寻找其他星球上的生命提供重要参考。

在研究过程中，研究团队首次实地考察时从南湾盐厂采集了盐水样本。这些样本的采集和分析工作由海洋研究团队完成。一直以来，科学家们对探测地球以外生命的研究都格外关注含盐环境。他们深知液态水是生命存在的必要条件，而盐可以让水在更大的温度范围内保持液态。这一特性使得盐水成为寻找生命迹象的重要场所。地球系统科学博士生艾米丽·帕里斯表示，他们认为有盐的地方是发现过去或现在生命迹象的好地方。尽管高浓度的盐可能对生命产生抑制作用，但盐也可能是使另一颗行星适合生命居住的关键元素。

这项研究是康奈尔大学教授布兰妮·施密特领导的大型合作项目的一部分，该项目汇集了微生物学家、地球化学家和行星科学家。其目标是了解海洋世界和生命如何共同进化，以及如何产生可探测到的生命迹象。这不仅是为了了解生命的起源和演化，也是为了开发更好的方法来探测生物活动的信号。研究团队还考虑到了盐度变化对地球生态系统的影响。犹他州大盐湖盐度的增加已经对食物链产生了影响，这是盐度变化对生态系统影响的一个缩影。除此之外，甲壳类动物和昆虫作为候鸟和其他水生动物的重要食物来源，其生存状况也受到了盐度变化的影响。除了从生命探测的角度来看，了解盐度的影响对于地球的保护和可持续发展也非常重要。

当海洋研究团队来到像南湾盐厂这样的极端环境时，他们会发现地球上的最活跃微生物如万花筒般闪耀着各种色彩，这些颜色反映了微生物适应不同盐度的能力。研究人员还观察到了微生物在高盐环境下的生存极限。海水的水活性水平约为 0.98，而大多数微生物在水活度低于 0.9 时就会停止分裂。但在新的研究中，科学家们预测生命可以在低至 0.54 的水活度水平下仍然活跃。这一发现将为我们寻找生命开辟新的视野和途径。通过深入了解地球上的最极端环境如何影响微生物群落的组成和微生物新陈代谢的速率等因素，我们将更好地预测太阳系其他地方可能存在生命的可能性。这一研究的成果不仅为我们提供了关于生命的宝贵信息，也为我们提供了关于地球生态系统的重要洞察。通过与来自全国各地的同行合作并收集样本进行研究分析，斯坦福大学的科学家们正致力于通过科学研究更好地理解生命的奥秘和地球的美丽家园。随着研究的深入进行未来我们将能够更快地寻找并发现生命存在的证据为人类的探索之旅开辟新的道路。对于研究生命的终止，细胞分裂的研究虽然重要，但它需要长时间的实验室实验，这对于研究生来说并不现实。帕里斯和德卡斯两位研究者则选择了另一种路径，他们深入研究露天盐池中的微生物，探索生命的另一个极限——细胞活动的极限。

他们采取了一种全新的研究方法，摒弃了传统纯培养物的使用。因为他们意识到，纯培养物虽然能模拟某些特定环境下的生命状态，但并不能完全反映真实的自然环境。在盐池中，环境自然选择出最能适应这些特定条件的复杂生物群落。这样的生态系统更接近真实的生命世界。

除了这一点，研究者们还采用了更为宽泛的生命定义。他们不仅关注细胞分裂，也将细胞构建视为生命的标志。这就像观察人类的生长和进食一样，即使在没有细胞分裂的情况下，这也是生命活跃的标志。德卡斯解释道，这种方法观察起来更快，也更为直观。

在这项研究中，研究者们收集了数以百计的盐水样本，其中一些盐水的浓度高到像糖浆一样粘稠。他们通过这种方法测量了水的活性水平以及盐水中的碳和氮融入细胞的程度。令人惊讶的是，他们能够通过这种方法检测到细胞的生物量微小的增加，最小的增加量仅为1%的一半。相比之下，传统的以细胞分裂为重点的方法只有在细胞的生物量增加大约一倍后才能检测到生物活动。基于这一过程随着水活性的降低而逐渐减缓的现象，科学家们推测这一过程最终将完全停止。

斯坦福大学的研究小组还利用斯坦福大学的一种稀有仪器——纳米SIMS进行逐个细胞的分析。这种仪器在全美都是屈指可数，极为敏感的技术使得他们可以在其他“腌制”细胞中观察到单个细胞的活性。这些被批量分析中可能被忽略的活性信号在这里得到了揭示。单细胞活性分析是他们研究的关键所在。这种分析方法在揭示微生物生态学的进步中发挥着重要的作用。从全球气候到人类健康等各个领域都离不开微生物学的推动力量。我们对单细胞水平的微生物世界的了解才刚刚开始。科学家们对此充满期待和憧憬。这是一项前沿的研究工作，具有广阔的应用前景和深远的意义。这项研究为我们揭示了生命的奥秘提供了新的视角和思路。