本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
生命是什麼？科學家和哲學家一直苦苦思索。
是什麼在驅動著地球和宇宙的生命進化和發展？
隨著證據的不斷增多，我們對地球上生命的理解已經脫離了「管中窺豹」，走向系統的認知。比如地球生命的多樣性，它們是如何構建自己的生態系統；在這些生態中，有的需要太陽的能量作為生存和繁衍的基本條件，有的需要地熱作為能量的來源，有的竟然可以在極端環境下，被迫進入「休眠」狀態，以避免種族的滅絕。
這就是形形色色的生命，這就是謎一樣的宇宙終極法則。
近來，有科學家在南極考察過長中發現了一種驚人的生物，一種依靠「吃空氣」就可以生存的細菌。這些細菌不像植物和真菌那麼依賴太陽能和地熱，它們的生存環境可以說是極為貧瘠，只要有空氣存在，這些小東西就可以歡快的生長。科學家發現這些奇特細菌後，欣喜惹狂，因為它們的存在和繁衍，刷新了我們對外星生命形式的理解。
我們也可以這樣認為，外星生命是不是一定是類似地球人一樣的「人形」呢？或者必須需要太陽能、磁能、地熱等外在的能量源泉，才可以生存繁衍呢？答案顯而易見。
今天「藍之灣」，就帶大家回顧一下這個有趣的發現。故事是這樣的：極端寒冷、偏遠的南極洲也是存在類似內陸的沙漠地區，在這些地區裡，生存條件極為苛刻，常規生物很難生存。當然需要除外「打不死」的水熊蟲。在這裡氣溫驟降、液體水、碳元素和氮元素都非常少，也沒有外來的物質可以補充這個生態系統。長年累月處於黑夜或白晝之中，讓綠色植物們也會望而卻步。天空缺失臭氧，造成紫外輻射強度增大，極晝的時候還有長時間輻射，這種環境下，再堅強的微生物似乎也難以建立自己的多樣性生態家園。
然而，研究人員發現，在稀薄的沙漠土壤層中竟然存在著一些微生物種群，這是怎麼回事呢？這些單細胞生物或者多細胞微生物，是如何在這個極端環境下生存的呢？
科學家推測可能是這樣的，一般生物體需要某些機制適應外界環境。當環境條件異常糟糕時，許多微生物就會被迫進入休眠狀態或者脫水狀態。在著名的科幻小說《三體》中，也提到三體人為了適應本星系三顆類似太陽的恆星照射，導致三體星球的生存環境會出現周期性的惡化。三體人為了適應這種環境，進化出了「脫水」機制，也是依靠這個技能三體人才得以保存文明。
不過，按照我們常規地理解，即使微生物們進入了休眠狀態，不需要進食，也不需要大量的氧氣。但是，少量的能量和氧氣也是必不可少的。這些細菌是怎麼解決這個問題的？我們不得而知。也許未來的研究可以解釋這個問題，也會為人類星際旅行如何休眠和續命提供理論支持吧。
你可能比較困惑，說了半天科學家是怎麼對這些微生物進行研究的？怎麼發現他們只需要「喝西北風」就能生存？
故事是這樣的，科學家們使用宏基因組測序技術，對南極洲東部地區兩個微生物菌群進行測序。宏基因組測序技術是一種先進的DNA測序技術，可以對環境中混合的微生物菌群進行測序和分類，通過測序結果科學家可以判斷細菌的種類、數量、生存機制等。
這兩個樣本取材地點十分考究：一個鄰近威爾克斯地的「凱西研究站」；另一個距離伊莉莎白公主地「戴維研究站」數百公裡處。研究人員將獲得的土壤進行分離和研磨，再提取出其中的DNA，然後採用「鳥槍法DNA測序」進行檢測。最後將獲取的DNA進行重組，比對進入資料庫中單個物種的基因組之中。這種方法可以呈現土壤中存在的微生物種類和數量。
研究人員使用這種方法發現，兩個樣本中的微生物是前人沒有報導過的，是一個全新的物種。
按照我們之前的知識，每個生物的生態系統中，都存在細菌等「初級生產者」，這些微生物默默無聞地工作著，為二級生產者和其他高級生物提供物質和能量保障。比如我們人類的麥田，土壤中微生物會將農民灑下的肥料分解，釋放碳、氮、氨等物質。莊稼和雜草等植物吸收這些能量，長大、開花和結果。人類採集果實和種子，用於自己的食物和保暖。
這些初級工作者能夠將無機化學物質和能量轉變成為活性物質或者其它生命形式。多數情況下，「初級生產者」都與光合作用有關，她們利用太陽光將大氣中的碳轉化為糖和氨，這些肥料再被次級生產者利用，從而形成一整套完整的生態系統。
然而，科學家卻發現南極洲實驗站點的結果明顯不是這樣的。他們通過基因測序技術發現了微生物的新陳代謝具有與眾不同的特點，其中包括兩種最新發現的微生物。這兩個微生物群體可以直接從大氣「採集」氫、二氧化碳和一氧化碳進而合成能量，而不依賴於常規的太陽能和地熱。可以說這兩種細菌就是通過「喝空氣」就可以生存和繁殖，所謂是「逃離」了六界輪迴，不必墜入凡間受苦。
地球上的生命形式多種多樣，有一些未知的微生物對人類是災難，比如蝙蝠體內「封藏」的病毒。一旦暴露在人類世界就是無窮的「災難」。今年年初的新冠病毒疫情大抵就是這樣的。古代西方傳說，人類初期是個極樂世界，所有的生物都是有益的，萬物和生靈都可以和平共處，互不侵犯，直到有人無意間開啟了「潘多拉魔盒」……
有人認為發現「喝西北風」的細菌，其實意義重大，比如人類在探索宇宙的進程中，就可以嘗試脫離人類固有思維的限制，不必刻意尋找碳基生物，也許在火星和愛神星上生活著一大群，吃本星球大氣就可以瀟灑自如的生物。你沒看到吧，也許這些生命正在舉起自己手中的望遠鏡，默默觀測著我們的地球。