一項關於極鹹水中微生物的新研究表明，生命可能在以前被認為不適合居住的條件下存活。這項研究拓寬了在整個太陽系中發現生命的可能性，並展示了鹽度的變化如何影響地球上水生棲息地的生命。

這項研究是一項名為”跨越時空的海洋”（Oceans Across Space and Time）的大型合作項目的一部分，由康奈爾大學藝術與科學學院天文學副教授、康奈爾工程學院地球與大氣科學副教授布蘭妮-施密特（Britney Schmidt）領導。該計畫由美國國家航空暨太空總署的天體生物學計畫資助，旨在了解海洋世界和生命如何共同進化，從而在過去或現在產生可探測到的生命跡象。

跨越時空的海洋研究團隊在2019 年的首次實地考察中收集了南灣鹽廠的滷水。資料來源：Anne Dekas

這項題為”高鹽度鹽水中的單細胞分析預測了微生物合成代謝活動的水活性極限”的新研究最近發表在《科學進展》（Science Advances）雜誌上。這項研究是基於對南加州海岸工業池塘鹽水中數千個單細胞代謝活動的分析。

由史丹佛大學領導的研究拓展了我們對整個太陽系潛在宜居空間的認識，以及對一些地球水生棲息地因乾旱和引水而變得更鹹可能造成的後果的認識。

“從火星到木星的衛星木衛二，整個太陽係都存在含鹽環境。了解微生物如何與地球上的這種環境相互作用並在其中生存，對於尋找其他地方的生命至關重要，”施密特說。

長期以來，對探測地球以外生命感興趣的科學家一直在研究含鹽環境，因為他們知道液態水是生命的必要條件，而鹽可以讓水在更廣的溫度範圍內保持液態。鹽還能保存生命跡象，例如鹽水中的泡菜。

這個由多個研究所組成的團隊從南灣鹽廠採集了樣本，這裡有地球上最高鹽度最高的水域。他們在數百個瓶子裡裝滿了鹽廠不同鹽度池塘的鹽水，然後分析了這些鹽水。

大多數微生物在水活性低於0.9 的水平（可用於微生物生長的生物反應的水量）時停止分裂，而據報道，在實驗室環境中維持細胞分裂的絕對最低水活性水平略高於0.63。研究人員預測了生命的新極限，估計生命在低至0.54 的水平下也能活躍。

過去尋找生命水活性極限的研究都是利用純培養物來尋找細胞分裂停止的時間點，這標誌著生命的終點。但在這些極端條件下，生命的加倍速度緩慢得令人痛苦。對細胞分裂的研究並不能說明生命何時消亡；事實上，細胞可能新陳代謝活躍，即使沒有複製，仍然充滿活力。

相反，研究人員把細胞活動的極限當作生命的一個更靈活的定義，因為它認為細胞分裂和細胞建構都是生命的標誌。

在數以百計的鹽水樣本中（其中一些鹽水鹹得像糖漿一樣粘稠），他們確定了水的活性水平，以及鹽水中的細胞吸收了多少碳和氮。透過這種方法，他們能夠檢測到細胞的生物量何時增加，增加的幅度甚至只有一半（1%）。相較之下，以細胞分裂為重點的傳統方法只能在細胞的生物量增加約一倍後才能檢測到生物活動。然後，根據這個過程是如何隨著水活性的降低而減慢的，科學家預測了這個過程何時會完全停止的分界線。

這項研究挑戰了先前關於生命水活性極限的看法。雖然大多數微生物在低於0.9 的水活性水平時就會停止分裂，但這項研究表明，生命在低至0.54 的水平時也會活躍。透過關注細胞活動，包括細胞構建，研究人員能夠在傳統方法無法探測到的條件下探測到生命跡象。