教育新闻网新南威尔士大学的研究人员发现，他们先前在南极洲的空气中生活的细菌的发现很可能在全球范围内发生，从而进一步支持了外来行星上微生物生命的潜在存在。
在他们对2017年一项引人注目的研究的首次跟踪研究中，该研究表明南极微生物具有独特的基本生存能力，来自悉尼新南威尔士大学的研究人员现在发现，这一过程发生在世界三极的土壤中。
具体来说，研究人员发现，负责发现大气化学合成现象的目标基因丰富且广泛分布在兴都库什-喜马拉雅山的南极，北极和青藏高原的极地土壤中。
这项新的研究发表在本月的前沿杂志上，它是新南威尔士大学，澳大利亚南极分部和中国青藏高原研究所的合作。
该研究的资深作者，新南威尔士大学科学系贝琳达·法拉利(Belinda Ferrari)副教授说，空气中的生存是一种极简主义的生存方式，他们的发现为微生物在其他行星上的生存提供了进一步的潜力。
“这就是NASA的“火星2020恒心漫游者”计划的目的-在火星岩石和土壤的核心样本中寻找古代微生物生命的迹象，”法拉利教授说。
“未来的任务将把样本带回地球，美国宇航局的科学家将以与我们类似的方式分析土壤，以尝试观察是否有生命指标。”
法拉利教授说，研究人员的发现意味着，使用微量气体作为能源和碳源生长的微生物(与利用光的光合作用不同)并不是一个孤立于南极洲的过程。
她说：“整个生态系统可能都依赖于这种新颖的微生物碳固定过程，其中微生物利用从大气中呼吸的氢气中吸收的能量，将大气中的二氧化碳转化为碳，以便生长。”
“我们认为，当条件发生变化时，例如在没有光照的极地冬季，这一过程与光合作用同时发生。我们在三个极点的土壤中检测到了靶基因，这一事实表明这种新过程很可能发生在世界各地的寒冷沙漠中，但直到现在仍被人们忽略。”
分析了南极，北冰洋和青藏高原土壤
研究人员分析了南极洲(风车群岛和韦斯特福尔希尔斯)，北极和青藏高原的14个陆地冷沙漠地区的122个土壤样本，他们在2005年至2019年期间收集了这些样本。
该研究的主要作者，UNSW博士。候选人安吉丽克·雷(Angelique Ray)说，研究小组在完成之前的研究时遇到的一大问题是，这种大气化学合成的新过程(也称为碳固定或碳汇)是否在世界其他地方也同样发生过
她说：“因此，这次我们进行了一项全球研究。我们从三个极点的不同地点收集了土壤的最上层10厘米，这是我们研究的大多数生物被发现的深度。”
“这些位置的地面在一年中的大部分时间里都是完全冻结的，土壤也很少，因为主要是岩石。”
研究人员从土壤样品中提取DNA，然后对DNA进行测序，以检测负责碳固定过程的目标基因。
雷女士说，科学家还对每个地点进行了环境分析，以衡量微生物的生存条件。
她说：“通过查看土壤中的环境参数，我们才知道存在低碳，低水分和其他因素。”
“因此，我们将碳固定过程的目标基因与不同位点相关联，发现营养较干燥且较低的位置(碳和氮)具有更大的潜力来支持该过程，这是有道理的。”
研究发现改变了碳固定的观念
法拉利教授说，研究人员的发现将改变科学家对生命存在的局限性以及微生物学的教授方式的思考方式。
她说：“通过调查南极洲以外的地方，我们可以确定这种新的化学趋化形式对全球碳预算的贡献有多大。”
“在我们发现这种新的碳汇过程之前，已知的两种主要化学趋化形式是光合作用和地热化学趋化-后者是细菌利用诸如硫化氢之类的无机化合物固定碳的方法。但是现在我们发现，该过程涉及的基因丰富在寒冷的沙漠中，尽管我们尚未研究热的沙漠，但我们的发现可能表明大气化学合成正在为全球碳预算做出贡献。”
法拉利教授说，很可能仅在空气中存活的细菌已成为其生存环境的关键因素。
她说：“这些生态系统中很多都非常干燥，营养缺乏。因此，这些地区大部分是细菌所主导。”
“特别是在我们研究过的南极东部原始地点，除了苔藓和地衣(真菌)以外，别无其他。由于这些细菌能够生存并具有利用微量气体生存的能力，因此它们的环境选择了它们成为其生态系统的重要贡献者。”
法拉利教授表示，研究人员期待在碳固定技术方面取得新发现。
她说：“作为下一阶段的一部分，我们旨在在实验室中分离出一种新型细菌，以获得纯净的培养物。”
“这很困难，因为细菌习惯于在极少的地方生长，而且琼脂平板与其自然环境不同。希望那时，我们能够充分了解这些细菌进行这种独特的空气生存过程所需要的条件。”
