第九届青年地学论坛

大浪滩地区位于柴达木盆地的西北部，是盆地内气候最极端的地区之一。该地区不仅具有干旱、寒冷、低气压、高紫外辐射等极端环境条件，还广泛分布有蒸发盐沉积，例如硫酸盐、氯酸盐和高氯酸盐等盐类，可与火星上发现的相似盐类进行很好的类比。因此大浪滩被认为是一处独特的类火星环境。大浪滩地区的半透明岩石不仅可以过滤致命的辐射，还能在底部维持一定的湿度，并减缓环境温度剧烈波动造成的压力，这为生命提供了一种类火星极端环境下的“避难所”。本研究对大浪滩地区类火星环境下的岩下土壤微生物进行了系统分析，并与岩石旁裸露的表层土壤微生物群落进行了对比。相比之下，岩下土壤与裸露土壤中的微生物群落结构存在显著差异，岩下土壤中含有更高的微生物丰度、有机碳含量以及更明显的有机芳香族分子特征峰。基于二代、三代宏基因组测序技术以及混合组装基因组方法，最终获取了89条高质量的组装基因组。进一步通过宏基因组和组装基因组的分析发现，相较于裸露土壤微生物，岩下土壤微生物群落具有更加丰富多样的代谢能力，表明它们对于大浪滩地区的碳、氮和硫循环具有重要作用。除了蓝细菌外，大浪滩地区岩下土壤中能够进行化能自养的放线菌对生态系统中的初级生产力同样具有重要的贡献。环境中的痕量气体（H₂和CO）可能是微生物在这种贫瘠荒漠中重要的能量来源，微生物可以通过吸收利用这些气体进行有氧呼吸和碳固定从而获取能量。发现的一系列涉及DNA损伤、氧化压力、渗透压力等环境压力的应激响应蛋白，以及胞内合成与运输各种相容性溶质的途径和通路可能是这些极端微生物适应大浪滩地区极端环境的关键机制。这些发现表明，在类火星极端环境下岩石可以为微生物提供生存的局部宜居环境，这为火星宜居环境和生命信号探测提供了启示，暗示火星上的岩石及岩石底部是非常有价值的探测目标。

大浪滩地区，类火星环境，岩下微生物，适应机制，天体生物学