南极发现神奇微生物，利用氢气制造水，那外星生命是否也会如此？

　　氢气在燃烧时，不会排放污染物或温室气体，被许多人视为未来的清洁能源、可持续能源，因此氢能也成为近十年来替代化石燃料各种研究的主题之一。虽然我们距离完善基于氢的能源还很远，但一项新研究发现，埋藏在南极洲冰结构中的微生物早已使用氢气为燃料，而且它们这样做已长达了10亿年。

　　我们都知道，南极是世界上最寒冷的地方，有寒极之称。气温有多低就不用说了，而且这里没有四季之分，只有暖季和寒季之别。加上一年时间里有大半年刮强风、没有阳光照射，以及强烈的紫外线辐射和没有淡水等等。科学家不敢想象这样极端恶劣的环境中会有生命可以生存。

　　然而，大自然最善于做的事就是打破你的常识。澳大利亚的研究团队几年前就在南极洲东部麦凯冰川以北的无冰沙漠土壤发现存在微生物群落。尽管条件恶劣，但微生物仍然茁壮成长。在1克的土壤中存在数以百计的细菌种类与数百万个其他细胞生物，形成一个独特的和多样化的生态系统。

　　没有光合作用、没有淡水，土壤贫瘠到不能再贫瘠了，它们究竟是怎么存活下来的呢？

　　澳大利亚蒙纳士大学的研究团队研究了南极洲东部冻土中的451 种不同种类的细菌，经过一系列分析，发现它们中的大多数以空气中的氢气为燃料而生存。而且通过对细菌的基因检测还表明，这些细菌是大约10亿年前与其他大陆各种类型的表亲分化而来的产物。

　　数据显示，有超过25%的南极土壤细菌会产生一种叫做 RuBisCO 的酶。这种酶可以让植物利用阳光从空气中捕获二氧化碳并将其转化为生物质，这个过程被称为光合作用，产生了地球上大部分的有机碳。但奇怪的是，超过 99% 的含有 RuBisCO 的细菌无法捕获阳光，取而代之的是，它们通过化学合成无机化合物，如氢气、甲烷和一氧化碳。

　　那这些细菌从哪里找到这些富含能量的化合物？——空气！

　　空气中含有大量的氮、氧和二氧化碳，但也含有微量的氢、甲烷和一氧化碳。它们仅以非常低的浓度存在于空气中，但空气如此之多，它为可以使用它们的生物体提供了几乎无限的这些分子供应。其中大约 1% 的南极土壤细菌可以吃掉甲烷，大约 30% 可以吃掉一氧化碳。90%的南极土壤细菌可能会吃掉氢气——实验表明，即使在 -20°C 的温度下，细菌也会消耗大气中的氢气，并且它们可以消耗足够的能量来满足它们的所有能量需求。

　　当这些细菌吃掉氢气会发生什么呢？——水！

　　造水对南极细菌来说是一个重要的奖励，它们生活在极度干旱的沙漠中，那里没有水，因为周围的冰几乎永久冻结，土壤中的任何水分都会被干燥、寒冷的空气迅速吸走。因此，从“稀薄的空气”中产生水的能力可以解释这些细菌如何能够在这种环境中存在数百万年。根据团队的计算，它们可以在短短两周内生产整个南极微生物群落所需的水分。

　　南极土壤细菌依赖氢的生活方式，重新定义了我们对地球上生命最不需要的东西的理解，它还为寻找外星生命带来了新的见解。

　　毫无疑问，氧气大气有利于生命——毕竟，这是我们在地球上呼吸的空气。但氧气在宇宙中并不常见。它约占宇宙质量的 0.1%。更常见的是氢气 (92%) 和氦气 (7%)。主导太阳系的行星是木星，它的大气层是 90% 的氢和 10% 的氦，只有微量的其他元素。像地球这样的岩石行星，大气中没有氢和氦，只是恒星系统的一小部分。由于宇宙中氢和氦占主导地位，因此了解由这些元素组成的大气层是否可以支持生命存在将非常有用。

　　而氢是所有分子中最轻的，很容易逃逸到太空。一颗岩石行星要想拥有足够强大的引力以保持在氢大气中，它必须是一个质量大约是地球的2到10倍的“超级地球”。如果生命存在于这样一个星球上，那里的条件可能不像地球上的大部分地区那样好客，那么消耗氢气可能是最简单、最可靠的生存策略。

　　因此既然地球生命可以利用氢制造水进行生存，那么外星生命也应该可以。当我们研究其他行星时，我们不应该限制我们认为有趣的东西，也不应该过于以地球为中心。“跟着水走”是寻找外星生命的口头禅。但鉴于细菌确实可以从空气中制造水，或许在地球之外寻找生命的关键是“跟随氢气”。

　　(翻译：红杏)

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