如果其他星球上的生命根本不需要氧气呢？一种在智利极端恶劣的阿塔卡马沙漠中繁衍生息的微生物，让科学家们开始重新思考寻找外星生命过程中一个最重要的假设。
这种生物不依赖氧气，而是产生碳基气体，这些气体可能会在行星大气层中留下可检测的痕迹。
这种转变意义重大，因为许多遥远的世界可能类似于早期的地球——环境恶劣、干燥、氧气稀少——而不是我们今天所知的适宜生命存在的星球。
这一发现揭示了一种新型生物特征，这种特征可能揭示曾经被认为过于极端而无法支持生命存在的地区是否存在生命。
沙漠微生物揭示生命线索
在智利北部的利亚马拉盐沼，这项发现的核心是一种已经生活在地球上一些最恶劣环境中的微生物。
在天体物理及相关技术中心 ( CATA ) 工作的研究员瓦莱斯卡·莫利纳将细菌的含碳气体与早期行星大气中可能出现的光模式联系起来。
这种联系不仅限于单个沙漠生物，因为同样的化学反应可能在氧气主导地球大气层之前就已存在于生命之中。
它并不能将任何一种气体证明生命存在，但它使人们更加明确地思考哪些大气信号值得我们仔细研究。
微生物如何发送信号
像这种极端微生物一样的微小生物——能够在高温、高盐、干燥或辐射等极端环境下生存的微生物——在产生能量的同时会释放气体。
在每个细胞内部，化学反应将食物转化为能量，并在细胞生长过程中每一步都产生气体。
这些残留气体可以在空气中聚集，光线会将它们分类成各种模式，有时望远镜可以从很远的地方探测到这些模式。
“极端微生物拓宽了我们对生命类型及其生存条件的理解，”莫利纳说。
早期生命缺乏氧气
在氧气充满地球大气层之前很久，早期地球上的许多微生物利用阳光而不向周围环境释放氧气。
其中一种途径称为非产氧光合作用，它利用光能而不释放氧气，这种途径出现在古代微生物群落中。
这种细菌利用与生命早期相关的碳基反应，因此是本次研究的一个有用的生物学线索。
这种古老的联系很重要，因为外星空气可能更像早期地球，而不是今天富含氧气的地球。
气体可能预示着外星生命
一氧化碳和二氧化碳之所以引起关注，是因为这两种气体将生物学、地质学和大气化学联系在一个系统中。
对于天文学家来说，生物特征——生命可能改变行星的迹象——在化学无法轻易解释非生命现象时效果最佳。
Molina 的模型还追踪了六种可能的信号气体，将搜索范围扩大到模拟大气中熟悉的氧气故事之外。
这些候选者仍然是线索，而不是结论，因为火山、阳光和岩石化学成分可以从远处模拟生命。
探索暗淡恒星周围的世界
岩质系外行星——围绕太阳系外恒星运行的行星——为这些化学线索提供了下一个试验场。
在银河系中常见的小型、低温恒星——M 型矮星周围，岩质行星在每次穿越时都会阻挡更多的星光。
这种几何结构使得稀薄的大气层更容易研究，尤其是在行星反复掠过恒星时。
最新研究表明，这些恒星仍然是利用现有望远镜寻找生命很有希望但又十分困难的目标。
化学会欺骗我们
当一颗没有生命的行星通过自身的热或光产生相同的气体时，化学反应可以欺骗望远镜。
云层和霾会掩盖信号，而浓厚的二氧化碳会掩盖较弱的化学细节。
对系外行星TRAPPIST-1 c的一项分析表明，詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 可以排除一些岩质行星周围存在浓厚大气层的可能性。
那次成功使工具更加完善，但也表明从地球上研究小型行星仍然非常困难。
保护脆弱的沙漠地区
智利北部的盐滩之所以重要，是因为那里的微生物能够长期忍受盐分、干燥、辐射和稀少的液态水。
阿塔卡马沙漠的一份评论称，它是地球上最干燥、最古老的沙漠，其环境经常被比作火星。
这些压力迫使细胞在边缘生存，使其化学性质对天体生物学（地球以外生命的科学）有用。
采矿、抽取水源和气候压力可能会破坏这些栖息地和样本，而科学家们尚未充分了解它们的价值。
寻找生活需要耐心
天文学家将反复穿越恒星表面的现象称为凌日，需要多次凌日才能探测到凌日现象。
每次穿越都会让星光穿过一层薄薄的空气，在每次穿越过程中将化学标记带回地球。
未来几年，超大型望远镜可以从地面观测到更多细节，而詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）则将在地球大气层之上进行观测。
“其中一个目标是估算需要多少次行星凌日观测才能利用现有和未来的仪器探测到系外岩质行星大气层中的这些生物特征，”莫利纳说。
超越单一微生物的探索
除了这种细菌之外，其他沙漠微生物可能会释放气体，表明它们在盐、干燥或低氧的环境下存在生命——这些条件值得在陌生的环境中进行测试。
比较更多生物体将有助于科学家更清晰地区分常见的生存化学物质和罕见的化学特征。
与此同时，莫利纳的团队正致力于扩展模型，使其涵盖更多类型的恒星、行星大小和大气成分。这张更广阔的地图有望减少误报，同时在未来的搜寻中仍能发现不寻常的生命形式。
严谨的沙漠微生物学研究、更精确的大气模型以及更强大的望远镜，如今都指向天体生物学的同一目标：找到能够经受住质疑、展现清晰化学性质，并且在恒星间遥远距离上仍能被探测到的信号。
如果其他星球上的生命根本不需要氧气呢？一种在智利极端恶劣的阿塔卡马沙漠中繁衍生息的微生物，让科学家们开始重新思考寻找外星生命过程中一个最重要的假设。
这种生物不依赖氧气，而是产生碳基气体，这些气体可能会在行星大气层中留下可检测的痕迹。
这种转变意义重大，因为许多遥远的世界可能类似于早期的地球——环境恶劣、干燥、氧气稀少——而不是我们今天所知的适宜生命存在的星球。
这一发现揭示了一种新型生物特征，这种特征可能揭示曾经被认为过于极端而无法支持生命存在的地区是否存在生命。
沙漠微生物揭示生命线索
在智利北部的利亚马拉盐沼，这项发现的核心是一种已经生活在地球上一些最恶劣环境中的微生物。
在天体物理及相关技术中心 ( CATA ) 工作的研究员瓦莱斯卡·莫利纳将细菌的含碳气体与早期行星大气中可能出现的光模式联系起来。
这种联系不仅限于单个沙漠生物，因为同样的化学反应可能在氧气主导地球大气层之前就已存在于生命之中。
它并不能将任何一种气体证明生命存在，但它使人们更加明确地思考哪些大气信号值得我们仔细研究。
微生物如何发送信号
像这种极端微生物一样的微小生物——能够在高温、高盐、干燥或辐射等极端环境下生存的微生物——在产生能量的同时会释放气体。
在每个细胞内部，化学反应将食物转化为能量，并在细胞生长过程中每一步都产生气体。
这些残留气体可以在空气中聚集，光线会将它们分类成各种模式，有时望远镜可以从很远的地方探测到这些模式。
“极端微生物拓宽了我们对生命类型及其生存条件的理解，”莫利纳说。
早期生命缺乏氧气
在氧气充满地球大气层之前很久，早期地球上的许多微生物利用阳光而不向周围环境释放氧气。
其中一种途径称为非产氧光合作用，它利用光能而不释放氧气，这种途径出现在古代微生物群落中。
这种细菌利用与生命早期相关的碳基反应，因此是本次研究的一个有用的生物学线索。
这种古老的联系很重要，因为外星空气可能更像早期地球，而不是今天富含氧气的地球。
气体可能预示着外星生命
一氧化碳和二氧化碳之所以引起关注，是因为这两种气体将生物学、地质学和大气化学联系在一个系统中。
对于天文学家来说，生物特征——生命可能改变行星的迹象——在化学无法轻易解释非生命现象时效果最佳。
Molina 的模型还追踪了六种可能的信号气体，将搜索范围扩大到模拟大气中熟悉的氧气故事之外。
这些候选者仍然是线索，而不是结论，因为火山、阳光和岩石化学成分可以从远处模拟生命。
探索暗淡恒星周围的世界
岩质系外行星——围绕太阳系外恒星运行的行星——为这些化学线索提供了下一个试验场。
在银河系中常见的小型、低温恒星——M 型矮星周围，岩质行星在每次穿越时都会阻挡更多的星光。
这种几何结构使得稀薄的大气层更容易研究，尤其是在行星反复掠过恒星时。
最新研究表明，这些恒星仍然是利用现有望远镜寻找生命很有希望但又十分困难的目标。
化学会欺骗我们
当一颗没有生命的行星通过自身的热或光产生相同的气体时，化学反应可以欺骗望远镜。
云层和霾会掩盖信号，而浓厚的二氧化碳会掩盖较弱的化学细节。
对系外行星TRAPPIST-1 c的一项分析表明，詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 可以排除一些岩质行星周围存在浓厚大气层的可能性。
那次成功使工具更加完善，但也表明从地球上研究小型行星仍然非常困难。
保护脆弱的沙漠地区
智利北部的盐滩之所以重要，是因为那里的微生物能够长期忍受盐分、干燥、辐射和稀少的液态水。
阿塔卡马沙漠的一份评论称，它是地球上最干燥、最古老的沙漠，其环境经常被比作火星。
这些压力迫使细胞在边缘生存，使其化学性质对天体生物学（地球以外生命的科学）有用。
采矿、抽取水源和气候压力可能会破坏这些栖息地和样本，而科学家们尚未充分了解它们的价值。
寻找生活需要耐心
天文学家将反复穿越恒星表面的现象称为凌日，需要多次凌日才能探测到凌日现象。
每次穿越都会让星光穿过一层薄薄的空气，在每次穿越过程中将化学标记带回地球。
未来几年，超大型望远镜可以从地面观测到更多细节，而詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）则将在地球大气层之上进行观测。
“其中一个目标是估算需要多少次行星凌日观测才能利用现有和未来的仪器探测到系外岩质行星大气层中的这些生物特征，”莫利纳说。
超越单一微生物的探索
除了这种细菌之外，其他沙漠微生物可能会释放气体，表明它们在盐、干燥或低氧的环境下存在生命——这些条件值得在陌生的环境中进行测试。
比较更多生物体将有助于科学家更清晰地区分常见的生存化学物质和罕见的化学特征。
与此同时，莫利纳的团队正致力于扩展模型，使其涵盖更多类型的恒星、行星大小和大气成分。这张更广阔的地图有望减少误报，同时在未来的搜寻中仍能发现不寻常的生命形式。
严谨的沙漠微生物学研究、更精确的大气模型以及更强大的望远镜，如今都指向天体生物学的同一目标：找到能够经受住质疑、展现清晰化学性质，并且在恒星间遥远距离上仍能被探测到的信号。
