科学家在南极土壤中发现地球上独一无二的生命

微生物学界有一条流传已久的信条："万物无处不在。" 如今，一项来自南极土壤的发现，正在动摇这个假设的根基。
美国科罗拉多大学博尔德分校环境科学合作研究所（CIRES）的科学家宣布，他们在南极土壤中找到了地球上其他任何地方都不存在的微生物。这一成果发表于《美国国家科学院院刊》。
研究团队发现，被检测的南极细菌菌株中，约有九成在全球范围内找不到任何匹配对象。换句话说，它们是南极所独有的"原住民"。
长期以来，科学家普遍认为微生物几乎无所不在。与被纬度和气候带牢牢束缚的动植物不同，微生物体积微小、极易迁移。
一股上升气流就能把它们卷入高空急流，随后在数百甚至数千公里之外落地；一道洋流也足以载着它们漂洋过海。正因如此，"某地独有的微生物"这一概念本身，此前几乎不被认真对待。
为什么偏偏是南极
这项研究的领衔者、博士后研究员尼克·德拉贡（Nick Dragone）和合著者、CIRES研究员诺亚·菲雷尔（Noah Fierer）正是想验证这条信条是否会在某处失灵。
菲雷尔认为，如果要寻找地方性特有的微生物，南极是一个很好的起点，因为它是一整块在地理上与世隔绝的大陆。


他补充说，南极土壤所具备的条件在其他土壤环境中并不常见——寒冷是最显而易见的一点，但更关键的是极度干燥。南极本质上是一片沙漠。
正是这种地理上的孤立与环境上的极端，让南极成为检验"万物无处不在"的理想反例。如果连这里都没有独有物种，这条信条便近乎牢不可破。
研究团队没有随机挑选微生物，而是聚焦于名为节杆菌（Arthrobacter）的一类细菌。这类细菌分布极广，从热带、科罗拉多州一直到南极土壤都能找到，且易于在实验室中培养。
布莱根杨大学生物学教授、论文合著者拜伦·亚当斯打了个比方：节杆菌作为一个类群或许遍布全球，但当我们仔细观察每一个菌株时，就会发现南极和企鹅一样，拥有自己独特的生物学历史。
九成菌株无处可寻
研究分为两步展开。团队首先采集南极土壤样本，同时从青藏高原、北极斯瓦尔巴群岛、智利阿塔卡马沙漠等同样寒冷干旱的地区取样作为对照。
他们总共检测了100多个南极菌株，以及来自全球其他地点的近500个菌株。
随后，团队对南极节杆菌的基因组进行测序，再与从公开数据库中调取的全球菌株基因组逐一比对。
结果显示，南极土壤中约90%的菌株在地球上其他任何地方都找不到对应者。这一比例之高，远超研究者的预期。
菲雷尔指出，此前只有极少数地方性特有微生物在非常特定的环境中被发现过。如今在南极一次性找到如此庞大的特有类群，也暗示其他地区或许同样潜藏着未被识别的独有物种。
值得强调的是，这项研究之所以可能，依赖于国际科研团队数十年的野外积累。德拉贡和菲雷尔都提到，正是多支国际团队长期合作、数十年间在南极大陆各处采样，才为这项分析奠定了基础。
为了确认这些菌株是否真正适应了当地极端环境，团队又在实验室中模拟南极的低温与干燥条件进行培养。
实验发现，南极菌株生长得更为缓慢，却极其顽强，这证明它们不仅是地方性特有的，而且是专门适应了南极生活的。
重新定义"生物多样性"
这项发现的意义，或许超出了微生物学本身。它提醒人们，南极的生命故事远不止于冰面上的企鹅、海豹与鲸。
亚当斯说，人们习惯用企鹅、海豹和鲸来理解生物多样性，但这项研究表明，南极一些最独特的物种其实是微观的。保护南极的生物多样性，也意味着保护一捧泥土里所承载的生命史。
这一视角对当下的南极保护具有现实分量。若土壤本身就是独一无二生命的最后避难所，那么人类活动、科考污染乃至气候变化对这片"沙漠"的扰动，都可能在无声中抹去无可替代的物种。
同一研究团队此前的工作，也为这次发现提供了耐人寻味的背景。2021年，菲雷尔和德拉贡曾在南极内陆两处山脊的土壤中未能检出任何生命迹象，这可能是地球表面首次发现的、看似完全无生命的土壤。 National Geographic
从"或许毫无生命"到"独有生命的家园"，南极土壤在短短数年间向科学家展示了生命边界的两个极端。它既标示着生命难以立足的门槛，也保存着别处再无的演化遗产。
菲雷尔总结道，人们早已知道多样的微生物能在南极的恶劣环境中生存下来。而现在，我们知道其中一些不仅为南极独有，更是为这片南方大陆量身"进化"而成。
这捧看似荒芜的泥土，正在改写我们对地球生命分布的基本认知。
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