改写生命教科书：吃砒霜的生物

美国加利福尼亚莫诺湖

核心提示

2010年12月2日，美国宇航局表示在地球上发现了全新的微生物，它能利用含剧毒的砷(三氧化二砷，俗称砒霜)进行新陈代谢。这个由美国宇航局资助的研究项目改变了科学家对地球上所有已知生命构成的基本认识。新的生命构成成分的发现将改写生命教科书，使地球外寻找生命的范围得以拓展。“砒霜”为什么毒不了它？这次发现的微生物可以用砷来代替磷，这是个案还是“另一扇门”的开始？是否还有更多人类未知的生命形式？我们请中国科学院南京地质古生物研究所的袁训来老师为我们解读。

特殊环境的产物

辽宁日报：12月初，美国宇航局表示在地球上发现了一种全新的微生物，它能够利用含剧毒的砷，也就是俗称的砒霜，来进行新陈代谢。这无疑是对我们已有认知的一个挑战，我们不禁要问，这种微生物真的靠砒霜生存吗？

袁训来：对于砷，也许很多人会感觉陌生，但说到砒霜，就无人不知了，砒霜正是砷的一种化合物，化学名称是三氧化二砷，是有剧毒的。同样，砷是一种以有毒著名的类金属，砷的化合物可以用于杀虫以及医疗，砷和它的可溶性化合物都是有毒的。

你所说的这种靠砷来新陈代谢的微生物是美国宇航局在加利福尼亚的莫诺湖发现的，它的确是依靠砷来维持生理机能的。

辽宁日报：对于我们来说的剧毒，竟然是这种微生物的生存必备，为什么砷毒不到它，反而滋养了它？

袁训来：简单来说，这种微生物的特质是环境造就的。如果了解一下莫诺湖的具体环境，我们就会发现，这个湖里会产生这种特殊的微生物是可以理解的。

莫诺湖位于美国加州东部，是加州第二大湖，是北美最古老的湖泊之一，湖水没有出口，全靠蒸发，所以湖水的盐度和碱度极高。同样，由于周边地区矿物中富含砷，莫诺湖湖底的泥里富含大量的砷，这使其成为世界上天然水体里砷含量最高的地方之一。在这样一个极端的生存环境下，要想在里面生存，就必须要适应这样一个盐度高、碱度高、砷浓度也高的环境。

辽宁日报：如果将普通鱼类放入这样的湖水当中，应该不会存活吧？

袁训来：普通的鱼类放入这样的环境当中，肯定会非常不适应，存活的几率很小。这种微生物之所以能够依靠砷来新陈代谢，有一个非常重要的条件，就是有足够的适应进化时间。我认为这种微生物最初还是和地球上大多数生命一样，是不能承受那么多的砷的。在莫诺湖早期形成的时候，湖内应该有许多生物，这些生物与我们现在的多数生命一样，但是随着时间的推移，莫诺湖的盐度、碱度、砷浓度逐渐增加，有的生物无法适应，就在这个湖里绝迹了，而有的生物却逐渐适应了环境，生存了下来。这种微生物就是经过了子子孙孙们的“努力”，不仅适应了这样的环境，而且把砷“化为己用”，这是生物在进化过程中变异的结果。

辽宁日报：这种微生物的适应能力与总能适应农药的害虫有点相似。

袁训来：我们都知道，害虫对于农药的适应性会导致害虫的抗药性。还有一个例子，就是我们刚刚研制出新的疫苗，在使用一段时间后，却发现细菌也变异得强大了。这里的细菌与这种特殊的微生物更加相似。它们虽然都是低等生物，但是它们的形态、结构却是多变的，所以有着更强大的适应能力。相对于低等生物的多变，以人类为主的高等生物就显得 “稳定”许多，某种元素对我们来说是有毒的，哪怕只是对身体里的一个器官有毒，就永远对人体有毒。