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阿塔卡马,这片位于智利,总面积达到18.13万平方千米的无垠沙漠,由于终年受到副热带高压带下沉气流、离岸风和秘鲁寒流的综合气候影响,成为世界最干燥的地区之一,因此而被世人誉为“干极”。
然而在阿塔卡马沙漠这个荒凉而贫瘠的“人间地狱”里,很多自然之道并非像在地球其他地方那样运转。在我们认知里,水是上苍赋予生命的最好礼物,但是在阿塔卡马沙漠里,降雨是一种会带来死亡的诅咒!
研究发现,阿塔卡马沙漠核心区实际上在过去1500万年间一直处于极度干旱的状态,而且没有任何记录表明在过去500年中曾出现过丝毫明显的降水。然而,几年前这一情况突然发生了变化。2015年3月和8月,阿塔卡马沙漠遭遇了千年难遇的降雨。紧接着在2017年6月,罕见的暴雨再次降临这片沙漠。
长达千万年的极度干旱在摧毁了一些东西的同时,也催生出不少特殊的生命。当地很多物种进化成了能够忍受极度干旱生态系统的生物,它们能够从容地在炎热、干燥的环境下繁衍生息,但是却无法应对突如其来的降雨带去的致命性的冲刷。
来自康奈尔大学和西班牙天体生物学中心的天体生物学家阿尔贝托·费尔伦(Alberto Fairén)表示:“当降雨来到阿塔卡马时,我们希望能看到盛开的花朵和生机勃勃的景象。”然而,研究人员观察到了完全相反的景象,在阿塔卡马沙漠极度干旱的核心地区,降雨导致了当地大多数微生物物种的大规模灭绝。
在降雨到达阿塔卡马之前,研究人员从位于沙漠核心的云盖地区采集的土壤样品中,发现了16种不同微生物种类的生存迹象。而在异常的降雨之后,土壤分析表明,云盖的微生物种群经历了大规模灭绝,在之前发现的物种中,有75%至87%都消失了。
“降雨过后,我们只发现了两到四种微生物。”费尔伦说:“我们的研究结果首次表明,如果突然向这些已经在沙漠中生存了上千万年的微生物提供大量的水,它们周围的物质浓度会发生突然的改变,渗透压力也会改变,它们会因为不能适应这种改变而死亡。”
“幸运”的是,在阿塔卡马中已经有2-4个物种进化出不同的能力来抵御渗透压力的改变。但对其他大部分没有这种能力的物种来说,灭绝是唯一的命运。
尽管这些微生物的命运是惨淡的,但是费尔伦的这些发现对人类有着积极意义,也为微生物如何适应同样贫瘠的外星世界提供了有价值的新见解。
比如,火星上的环境就如同阿塔卡马沙漠一样贫瘠而干旱。费尔伦说:“我们对阿塔卡马的研究显示,如果火星上曾经存在液态水(就有可能孕育出生命),那么液态水的再次出现,可能会让火星上的生命(如果有的话)面临又一次浩劫…”
参考文献:
[1] A.Azua-Bustos, A.G.Fairén. et al. Unprecedented rains decimate surface microbial communities in the hyperarid core of the Atacama Desert[J]. Scientific Reports,8:16706 (2018).