正如我们所知,这并不完全是一个适合生命生存的地方。虽然赤道夏季中午的温度可高达 35°C (95°F),但地表平均温度为 -63°C (-82°F),最低可达极地地区冬季为-143°C (-226°F)。
它的大气压力约为地球的百分之一的二分之一,并且表面暴露在大量的辐射下。
到目前为止,没有人确定微生物是否能够在这种极端环境中生存。但感谢一个新研究由来自的研究小组莫斯科国立罗蒙诺索夫大学(LMSU),我们现在也许能够对微生物可以承受的条件施加限制。
因此,这项研究可能对在太阳系其他地方甚至更远的地方寻找生命产生重大影响!
这项研究的标题是“模拟火星条件下古代北极永久冻土层中受 100 kGy 伽马射线影响的微生物群落”,最近出现在科学杂志上极端微生物。
该研究小组由路易斯安那州立大学弗拉基米尔·切普佐夫(Vladimir S. Cheptsov)领导,成员包括俄罗斯科学院、圣彼得堡国立理工大学、库尔恰托夫研究所和乌拉尔联邦大学的成员。
为了进行研究,研究小组假设温度和压力条件不是缓解因素,而是辐射。
因此,他们进行了测试,其中模拟火星风化层中包含的微生物群落随后受到辐射。
模拟的风化层由含有永久冻土的沉积岩组成,然后经受低温和低压条件。
正如该论文的合著者、罗蒙诺索夫密歇根州立大学土壤生物学系的研究生 Vladimir S. Cheptsov 在 LMSU 中所解释的那样新闻声明:
“我们研究了许多物理因素(伽马辐射、低压、低温)对古代北极永久冻土内微生物群落的共同影响。我们还研究了一种独特的自然物体——长期没有融化的古代永久冻土。大约200万年。
简而言之,我们进行了一项模拟实验,涵盖了火星风化层的低温保存条件。同样重要的是,在本文中,我们研究了高剂量(100 kGy)伽马辐射对原核生物活力的影响,而在之前的研究中,剂量高于 80 kGy 后没有发现活的原核生物。”
为了模拟火星条件,该团队使用了原始的恒温气候室,以保持低温和大气压。
然后他们将微生物暴露在不同水平的伽马辐射下。
他们发现,微生物群落对模拟火星环境中的温度和压力条件表现出高度抵抗力。
然而,当他们开始辐照微生物后,他们注意到辐照样品和对照样品之间存在一些差异。
虽然原核细胞总数和代谢活跃细菌细胞数量与对照水平保持一致,但受辐射细菌的数量减少了两个数量级,而古细菌代谢活跃细胞数量也减少了三倍。
研究小组还注意到,在暴露的永久冻土样本中,细菌的生物多样性很高,并且这种细菌在受到辐射后发生了显着的结构变化。
例如,节杆菌(土壤中常见的一种属)等放线菌种群并不存在于对照样品中,但在暴露的细菌群落中占主导地位。
简而言之,这些结果表明火星上的微生物比之前想象的更容易生存。除了能够承受寒冷的气温和低气压之外,它们还能够承受地表常见的辐射条件。
正如切普佐夫解释了:
“研究结果表明,火星风化层中的活微生物有可能长期低温保存。火星表面的电离辐射强度为每年 0.05-0.076 戈瑞,并随着深度的增加而降低。
考虑到火星风化层的辐射强度,获得的数据可以假设假设的火星生态系统可以在风化层表层(免受紫外线照射)以无生物状态保存至少 130 万年,在两米深处至少存在330万年,在五米深度至少存在2000万年。
获得的数据还可用于评估在太阳系其他物体和外层空间小天体内检测活微生物的可能性。”
这项研究具有重要意义有多种原因。
一方面,作者首次证明原核细菌可以在超过 80 kGy 的辐射下生存——这在以前被认为是不可能的。
他们还证明,尽管条件恶劣,微生物今天仍然可以在火星上存活,并保存在其永久冻土和土壤中。
该研究还表明,在考虑生物体在何处以及在什么条件下可以生存时,考虑外星和宇宙因素的重要性。
最后但并非最不重要的一点是,这项研究做了以前的研究没有做过的事情,即定义了火星上微生物的抗辐射极限——特别是风化层内和不同深度的微生物。
这些信息对于未来的火星和太阳系其他地点的任务,甚至对于系外行星的研究来说,都是非常宝贵的。了解生命繁盛的条件将有助于我们确定在哪里寻找生命的迹象。
换句话说,在准备执行任务时,它还将让科学家知道应避开哪些地点,以防止对当地生态系统的污染。
进一步阅读:莫斯科国立罗蒙索诺夫大学,极端微生物