編譯／潘楠慕

大自然的韌性往往令人驚嘆。火山噴發後形成的熔岩平原，向來被視為貧瘠、幾無生命可生存，然而，美國研究人員在冰島新生熔岩平原，首次觀察到微生物如何在大地的「空白畫布」上，從零開始譜寫出生命樣貌，這項發現也有助於了解火星的生命形成。

美國亞利桑那大學生態學家與行星科學家組成的研究團隊，追蹤冰島西南端法格拉達爾火山（Fagradalsfjall volcano）熔岩平原；這座火山在研究進行的2021年至2023年間，共噴發3次，每次噴發後，熔岩流覆蓋火山周邊苔原，有些地方甚至覆蓋前一年才沉積的熔岩層。

參與這項研究的該校月球與行星實驗室博士生哈德蘭（Nathan Hadland）說，剛湧出的熔岩溫度超過1093℃，「顯然完全無菌」，其純淨狀態等於提供一座天然實驗室，觀察微生物如何在全新環境發展。

團隊採集多種可能來源的樣本，包括才剛冷卻凝固數小時的熔岩、雨水、空氣中漂浮的氣溶膠粒子，同時也採樣周邊土壤和岩石做為對照；接著從樣本中取得去氧核糖核酸（DNA），利用統計與機器學習技術，辨識其中生物組成，並推測來源。

冰島雖然降雨豐沛，但是剛形成的火山熔岩無法留住太多雨水，也幾無養分，有機體須能因應這兩種資源極為稀少的環境，才能生存。共同發表這份研究報告的分子與細胞生物學系副教授杜哈梅爾（Solange Duhamel）指出，這些熔岩流是地球上生物量最低的環境之一，「但是樣本顯示，單細胞生物相當快地就在這些地方形成群落」。

根據這份研究，火山噴發後第一年間，微生物開始在新棲地繁衍，生物多樣性也隨之逐漸增加；不過，經過第一個冬季後，此多樣性大幅下降，推測原因可能是環境的季節性變化，篩選出能在當時條件下存活的特定微生物次族群。之後每逢冬季，群落變動幅度逐漸縮小，多樣性也慢慢穩定下來。

哈德蘭指出，最早開始定居在新生地的微生物，顯然是一批能撐過嚴苛環境條件的「頑強分子」，扮演開路先鋒角色。初期存活下來的微生物，多半來自被風帶到熔岩表面的土壤，以及沉降在岩石上的氣溶膠；但是第一個冬季後，大多數來源明顯轉向雨水。

杜哈梅爾說，第一個冬季後微生物的組成和來源的巨大轉變，「相當令人驚訝」，而且此轉變在3次噴發後都重複且一致地出現。他指出，了解微生物如何在新環境建立群落，以及分布模式的演變，是在其他行星探尋可能生命的第一步，這份研究成果將有助於了解火星等其他星球的適居性。