如今，火星是一个冰冻的沙漠。不过我们知道，早期火星要更加温暖湿润，也更加宜居。但科学家还没有找到可以证明火星表面曾经存在生命的直接证据。一项新的研究指出，假如生命确实在火星上出现过，那么很有可能是它们导致火星演变成了如今这样不宜居的环境。这项研究还进一步指出，火星上的某些区域最有可能发现生命存在过的迹象，包括美国航空航天局（NASA）“毅力”号火星车正在探索的杰泽罗陨石坑。
利用气候和地形模型，研究人员重建了40亿年前的火星环境。据此，他们推断，在火星大部分区域表面以下仅数厘米处，可能曾有产甲烷微生物在上覆沉积物的保护下繁衍生息，它们会消耗大气中的氢气和二氧化碳。这导致了火星极度寒冷，从而驱使这种地下生物向表面以下更深的地方迁移——当然这也可能将它们逼向了末日。
这项发表于《自然·天文学》（Nature Astronomy）的研究表明，氢气、二氧化碳和甲烷（均属于吸热性温室气体）之间的转化可能引发了整个星球的降温，这使火星的大部分表面都被冰层覆盖而不再宜居。
“基本上可以说，当一个星球具备宜居条件时就会出现生命，但这些生命却很有可能走向自我毁灭，”法国索邦大学的博士后研究员鲍里斯·索特里（Boris Sauterey，这项研究的第一作者）说，“很有可能是这种自我毁灭的倾向限制了生命广泛存在于宇宙的可能性。”
已故化学家和生态学家詹姆斯·洛夫洛克（James Lovelock，曾是NASA喷气推进实验室的科学家）在1965年提出，大气中的某些化合物扮演着生物标志物的角色，可以指示另一个星球上存在生命。
例如在地球上，甲烷（来自产甲烷的细菌，即产甲烷菌）和氧气（来自产生氧气的光合自养生物）共存，就构成了一种有效的生物标志物：这两种气体很容易在环境中发生反应，所以二者共存表明它们存在稳定的补给，并且最有可能是由一些生物提供的。
洛夫洛克的工作为如今探索外星生命打下了基础，也为盖娅假说（Gaia hypothesis）提供了依据。
盖娅假说是洛夫洛克与生物学家林恩·马古利斯（Lynn Margulis）合作在上世纪70年代提出来的，以希腊神话中的大地女神命名。它表明地球生命拥有自我调节的功能：地球上的生物会与周围环境相互作用，以便维持环境的宜居性。例如，大气中过量的二氧化碳导致全球温度上升，这也促进了植物生长；反过来，植物又会从大气中吸收更多温室气体，最终使星球回到温度适宜、不太冷也不太热的状态。
美国华盛顿大学的古生物学家彼得·沃德（Peter Ward，未参与这项研究）在2009年提出了另一种不那么乐观的观点。沃德认为，在行星尺度上，生命具有更高的自我毁灭倾向并将最终走向毁灭。相对于盖娅假说，沃德将他的观点以希腊神话中一位弑子的母亲——美狄亚（Medea）命名，提出了美狄亚假说。
他还以地球上过去发生的生物大灭绝事件为依据——这些事件的发生恰好表明生命的内在本性就是自我毁灭——来证明这一假说。例如，在20多亿年前发生的大氧化事件期间，光合蓝藻将大量氧气泵入贫氧大气层中。这消灭了早期的主要生命形式：产甲烷菌和其他厌氧生物，因为氧气对它们而言是有毒的。
“回看地球历史你会发现，在其中的一些时期，生命是它自己最大的敌人，”沃德说，“而且我认为这肯定也是火星上发生过的事情。”
不过在地球上，无论对于生物多样性，还是我们生物圈中最早多细胞生物的出现而言，富氧环境都被证明是至关重要的。这意味着，应该选择盖娅假说还是美狄亚假说来解释，可能只是一个视角问题。不过，在其他星球上发现生命之前，我们只能通过一些理论研究来分析这个问题，例如索特里团队的这项新研究。
卡维·帕勒万（Kaveh Pahlevan，未参与这项研究）是搜寻地外文明计划（SETI）研究所的科学家，他认为索特里团队的工作“确实拓宽了我们思考‘生物圈会如何影响环境宜居性’这个问题的角度”。不过帕勒万也指出，这项研究仅仅考虑了一种代谢微生物（即产甲烷菌）对星球环境的影响。它无法体现一些事件的复杂性，例如大氧化事件中产甲烷菌与蓝细菌之间相互冲突的关系。
索特里承认这种局限性：“不难想见，一个更加复杂、更具多样性的（火星）生物圈并不会像产甲烷菌那样，对火星的宜居性产生如此负面的影响。”
也就是说，一个星球上存在复杂的生态系统（比如早期地球的生态系统），可能对于它能够从灾难性的环境变化中恢复过来至关重要。
除了讨论生命潜在的命运外，这项研究还提出了一种找到火星生命的方法：尽管研究人员并没有试图探索在火星地表之下更深处是否依旧有产甲烷菌潜伏其间，但他们判定，在火星历史的大部分时期都未被冰层覆盖的区域，或许能找到产甲烷菌的痕迹。因为这种微生物可以在这种环境的地下茁壮成长，并且尽可能地更靠近地表。杰泽罗陨石坑就是这样的区域之一，目前“毅力”号火星车正在这里寻找包含生物标志物的物质。
不过，产甲烷菌的化石证据可能位于较深的沉积物中，而使“毅力”号火星车无法探测到。
这项研究还确定了火星上另外两个潜在的可探测区域：希腊平原（Hellas Planitia）和伊希斯平原（Isidis Planitia）。
美国加州理工学院的地球生物学家维多利亚·奥尔芬（Victoria Orphan，未参与这项研究）表示，如今有更多的科学家对寻找火星地下生命迹象产生了浓厚兴趣，而这些目标区域可以满足他们日益增长的需求。奥尔芬认为，这项研究是“一个参考点，它有助于激发辩论并促使我们对未来的任务进行更深入的思考”。
索特里谨慎地指出，这项研究结果还处于假说阶段，而且即使部分火星地壳确实曾经适宜居住，也并不意味着火星上存在过生命。不管怎样，这项研究显示，任何一个星球上的生命都会通过改变环境，从而使自身快速繁衍或是走向毁灭。即便是单细胞生物也有能力将一个原本宜居的星球改造得不再宜居。索特里还意味深长地补充道，对于地球上的人类而言，我们能够以更快的速度破坏地球环境，使它变得不再适宜居住。