通過對極咸、極冷、幾乎無氧的加拿大高北極地區的微生物進行基因組分析，科學家們首次證明了在與火星相似的條件下，其仍可通過攝入簡單的無機化合物而生存。換言之，這項研究揭示了潛在的火星生命形式的藍圖。

採樣地點（圖自：Elisse Magnuson）

SCI Tech Daily指出，加拿大高北極地區的永久凍土，其環境與火星上的某些地方十分相似。

正因如此，如果你想要更好地了解火星上曾經、或可能仍然存在的生命類型，這裡就是個非常值得借鑒的地方。

在極度艱難的條件下開展了廣泛的搜索後，麥吉爾大學的科學家們，發現了以前從未發現過的微生物。

此外研究團隊還通過使用尖端的基因組技術，來深入了解了它們的新陳代謝。

研究配圖- 1：MAG / SAG 的分類多樣性和新穎性

在《ISME Journal》期刊上發表的一篇論文中，研究人員首次見到了生活在加拿大高北極地區的獨特微生物群落。

在與火星類似的條件下，這些微生物仍可通過攝入和呼吸簡單的無機化合物（如甲烷、硫酸鹽、硫化物、二氧化碳、以及一氧化碳）來維持生存。

這一發現是如此引人注目，以至於歐洲宇航局（ESA）也選用了這裡的表層沉積物樣本，來對即將用於ExoMars 火星生命探索任務的設備展開測試。

研究配圖- 2：Lost Hammer Spring 泉水沉積物中表達的關鍵代謝基因

位於加拿大北極高地Nunavut 的失落錘泉，是迄今發現的最咸和最冷的陸地泉水之一。

在穿過了600 米（2000 英尺）的永久凍土並到達地面後，這裡的泉水鹽度達到了24% 左右。

同時這裡常年處於零度以下（約-5℃ / 23℉），且幾乎不含氧氣（溶解氧< 1 ppm）。

研究配圖- 3：高質量MAG 和中等質量SAG 中的代謝潛力和基因表達

極高的鹽濃度，使得這裡在零度以下也能夠維持液態水的存在—— 而在火星上的某些地區，也有被觀察到廣泛分佈的沉積岩和潛在的冷鹽泉。

即使之前已有研究揭示在這種環境中存在微生物的證據，但本文也是為數不多的發現微生物存活且活躍的研究之一。

為深入了解火星上可能存在的生命形式，研究人員使用了最先進的基因組工具和單細胞微生物學方法，來識別和表徵這處依然活躍的微生物群落。

研究配圖- 4：MAGs / SAGs 和JGI 分類的unbinned 基因的相對錶達百分比

由麥吉爾大學自然資源科學系的Lyle Whyte 帶領的研究團隊指出—— 找到微生物，並對其DNA / mRNA 進行測序，並不是一件容易的事情。

在實驗室研究生、研究一作Elisse Magnuson 解釋稱：“在得以成功檢出活躍的微生物群落之前，我們已經花了幾年時間來處理沉積物”。

環境的鹹味會干擾微生物的提取、分離和測序，但當它們找到活躍的微生物群落的證據時，大家還是對這番體驗感到極度滿意。

研究配圖- 5：ANME-1 SAG 的代謝重建

在重建了基因組的大約110 種微生物中，大部分都前所未見，研究團隊藉此確定了這些微生物是如何在這種極端且獨特的環境中生存並繁衍的。

比如通過mRNA 測序，研究人員得以識別基因組中的活躍基因，並從本質上分辨出那些在極端鹽泉環境中活躍代謝的非同尋常的微生物。

其特點是不依賴於有機物質或氧氣來生存，反而通過攝入或呼吸簡單的無機化合物—— 例如甲烷、硫化物、硫酸鹽、一氧化碳、以及二氧化碳。

所有這些都有在火星上被發現，且它們能夠固定大氣中的二氧化碳和氮氣，這些都讓它們高度適應極端環境中的生存和繁衍。

研究配圖- 6：假想中的火星甲烷循環模型

下一步，研究人員打算培養並進一步對這個奇異的微生物生態系統中最豐富和最活躍的成員進行表徵，以更好地了解它們如何能夠在這個地方煥發生機。

最終研究人員希望，這能夠反過來幫助NASA 好奇號火星車，解釋最近從火星蓋爾隕坑上探測到的神秘硫/ 碳同位素。