海洋“致命蓝泥”中发现生命迹象

奇异的蓝色泥浆，奇特的幸存者

在最近的一次深海探险中，科学家从马里亚纳前弧（Mariana forearc）的一群泥火山中提取了一根5英尺长的鲜蓝色蛇纹岩泥（serpentinite mud）沉积岩心，并发现了一些意想不到的东西：看起来非常像生命迹象的化学痕迹。这些信号并非来自完整的基因组，而是来自脂质分子——形成细胞膜的脂肪——它们指向了一个在岩石、氢气和接近漂白剂的高碱度世界中勉力维持生存的微生物群落。

研究团队发表了一项详细的研究，报告了这些脂质生物标志物的结果以及样本的地质背景，将该环境描述为海底下方一个以蛇纹岩为主的化能合成生物圈。

这种“蓝色粘液”究竟是什么？

这种粘液是蛇纹岩泥的一种形式，是海水在俯冲和变质过程中与超镁铁质火成岩反应时产生的。在贫硅、富镁的岩石与水发生反应的地方，产物可能包括水镁石和其他矿物，这些物质赋予了泥浆一种引人注目的蓝绿色调。这些沉积物通过泥火山向上推送，并能在海底形成局部的高碱性沉积物袋。

对回收岩心的分析显示，泥浆的孔隙水达到了极高的 pH 值——大约在 12 左右——并且有机碳和营养物质的浓度极低，使其成为已知对生命最具化学挑战性的栖息地之一。在这样的条件下，传统的 DNA 检测方法往往会失败，因为细胞数量极其微小且遗传物质易降解；因此，团队转向了更具韧性的化学化石：膜脂。

科学家如何在没有 DNA 的情况下论证生命的存在

脂质生物标志物是源自细胞膜的碳氢化合物和改性脂肪，在其他生物分子分解后很长一段时间内仍可被检测到。不同的细菌和古菌群落会产生特征性的脂质；结合碳同位素测量和矿物背景，这些分子可以揭示哪些代谢活动曾处于活跃状态，以及该物质是现代的还是残余的。在这项研究中，研究人员鉴别出了与甲烷和硫酸盐代谢微生物一致的脂质特征——这些代谢活动与蛇纹岩系统中可用的化学能密切相关。

至关重要的一点是，同位素模式和分子保存情况表明这是一种混合记录：一些脂质反映了生存中或近期生存的种群，而另一些则记录了在地质过去活跃的更古老的化石群落。这种结合意味着，尽管 pH 值极高且有机食物匮乏，泥火山仍能承载周期性或持续性的微生物活动。

样本来源及其重要性

这些岩心是在 2022 年一艘研究船对马里亚纳前弧进行巡航期间收集的。马里亚纳前弧是一个构造活跃区域，大洋地壳在此处被迫进入另一个板块之下。此次巡航发现了此前未标记的泥火山，并回收了后来在陆地实验室利用高灵敏度质谱和同位素技术分析的蓝色泥浆。该团队还公开存档了大部分原始数据，以便进行独立的后续研究。

除了对海底奇异颜色的好奇之外，为什么这很重要？蛇纹岩环境会产生氢气、甲烷和强还原性化学环境——这对于不依赖阳光的微生物来说是一种“化学免费午餐”。由于类似的岩石-水反应可能发生在早期地球上，也可能发生在其他拥有液态水和超镁铁质岩石的星球上，这些泥火山被视为原始栖息地的现代模拟对象和潜在的天体生物学避难所。新的生物标志物证据强化了这样一个观点：化能合成生命可以在一度被认为荒芜的地方繁衍生息，或者至少是持久存在。

不是怪物——但仍是一个非凡的生态系统

流行描述中将这种物质称为“致命粘液”或“外星生物”虽具有感染力，但也可能产生误导：沉积物本身在化学性质上是极端的，但它并不是一个自我复制的生物体。这个词吸引了公众的想象力，理由也很充分——蓝色泥浆在视觉上极具戏剧性，且这一发现挑战了关于宜居性的固有假设——然而科学主张是精确的：分子残留物表明了与蛇纹岩化相关的微生物代谢，而非某种新型的宏观“粘液”生物。涉及的微生物是微观的化能营养生物，它们使用无机电子供体和受体，而不是光合作用。

下一步：培养微生物并绘制隐藏的生物圈地图

更广泛的影响：碳循环与宜居性

保持惊奇，摒弃炒作

在蓝色蛇纹岩泥中发现脂质生物标志物是地质学与微生物学交界处侦查工作的一个优雅案例：当一类生物特征微弱到无法检测时，另一类化学性质更稳定的特征可以揭示隐藏的生命。它也提醒我们，极端环境是理解生命韧性及其潜在起源的实验室。随着后续研究培养微生物、测量原位化学性质并将调查扩大到其他前弧系统，我们将更清晰地了解这些群落的分布范围，以及它们对地球深部生物圈和天体生物学的意义。

目前，信息很明确：海洋仍然隐藏着超出预期的环境，而马里亚纳前弧的蓝色粘液与其说是一个怪物，不如说是透视极限生命的窗口。

James Lawson 是 Dark Matter 的调查科学与技术记者。他拥有伦敦大学学院（University College London）的科学传播硕士学位和物理学学士学位，常驻英国报道航天、人工智能和新兴技术。