在火星陨石上生长的景天 M. sedula 细胞。 (Milojevic 等人,《通信地球与环境》,2021 年)
摇滚来自是地球上稀有而珍贵的资源。 到目前为止,我们拥有的唯一样本是大块陨石,它们从红色行星上脱落并穿过太阳系,直到撞击地球。
这种无价之宝的一小块刚刚得到了令人着迷的用途:科学家们磨碎了一小块火星黑美人陨石,并用它来培养极端微生物。
这不仅证明了生命实际上可能存在于真实的火星条件下,还为天体生物学家提供了新的生物特征,他们可以用它来寻找火星地壳中古代生命的迹象。
“黑美人是地球上最稀有的物质之一,它是一种独特的火星角砾岩,由各种火星地壳碎片(其中一些的年代为 4.42±0.7 亿年)形成,并在数百万年前从火星表面喷射出来, ”天体生物学家 Tetyana Milojevic 说奥地利维也纳大学教授。
“我们必须选择一种相当大胆的方法,粉碎几克珍贵的火星岩石,以重现火星最早、最简单的生命形式的可能外观。”
如果火星上存在古代生命,那么在地球上的所有生命中,它最有可能类似于极端微生物。 这些生物体生活在我们曾经认为过于恶劣而无法维持生命的环境中,例如零度以下、超咸的环境南极洲的湖泊, 或者火山地热泉, 或者地球的下地壳,在海底深处。
在数十亿年前的古代火星上,我们相当确定大气层很厚并且富含二氧化碳。 我们有一些构成火星地壳的岩石样本,当时火星还只是一个婴儿。
在地球上,能够固定二氧化碳并将无机化合物(例如矿物质)转化为能量的生物体被称为化能营养生物,因此研究小组将其视为可能生活在火星上的生物体。
“我们可以假设,在这颗红色星球诞生之初,那里就存在着与化能生物类似的生命形式。”米洛耶维奇说。
他们选择的微生物是金属圈很忙,一种在热酸性火山泉中发现的嗜热嗜酸太古代生物。 将其放置在生物反应器中的火星矿物上,小心加热,并充入空气和二氧化碳。 研究小组使用显微镜观察细胞的生长。
他们确实成长了——留下的黑美人基质让科学家们能够观察微生物如何使用和转化材料来构建细胞,从而留下生物矿物存款。 他们使用扫描透射电子显微镜在原子尺度上研究这些沉积物。
“这种微生物在火星地壳材料上生长,形成了一个坚固的矿物胶囊,其中包含复合的铁、锰和铝的磷酸盐,”米洛耶维奇说。
“除了细胞表面的大量结壳之外,我们还观察到细胞内形成了性质非常复杂的晶体沉积物(铁、锰氧化物、混合锰硅酸盐)。这些是诺亚纪火星角砾岩上生长的显着独特特征,我们对这些角砾岩进行了观察。以前在陆地矿物来源和石质球粒陨石上培养这种微生物时没有观察到。”
这可以为寻找火星上的古代生命提供一些宝贵的数据。 上周抵达这颗红色星球的毅力号火星车将专门寻找这样的生物特征。 现在天体生物学家知道了景天草如果晶体沉积物看起来像,他们可能会发现更容易识别珀西样本中潜在的相似物质。
研究人员表示,这项研究还强调了使用真实的火星样本进行此类研究的重要性。 尽管我们有模拟的火星风化层,而且火星陨石很罕见,但我们可以通过使用真实的东西获得宝贵的见解。
毅力号的部分任务是收集火星岩石样本并希望在未来十年内返回地球。 科学家们肯定会强烈要求获得这些尘埃,但我们毫不怀疑其中一些将被指定用于极端微生物研究。
“对黑美人和其他类似‘宇宙之花’的天体生物学研究可以为分析返回的火星样本提供无价的知识,以评估其潜在的生物源性,”米洛耶维奇说。
该研究发表于通讯 地球与环境。