火星环境恶劣无法生存？研究表明不一定

根据外国媒体(未来主义)，正如我们所知，火星不是一个宜居的地方。火星赤道地区夏季白天温度高达35℃，平均地表温度为-63℃，两个层次的最低温度为-143℃。与此同时，火星的大气压力仅为地球的0.5%，其表面暴露在巨大的宇宙辐射中。

到目前为止，没有人确定微生物是否能在火星的极端环境中生存。多亏了莫斯科州立大学(LMSU)研究小组的最新研究，人们现在可以探索微生物生存条件的极限。这项研究对寻找外星生命可能具有重要意义。

这项名为“用100千吉伽马射线照射模拟火星环境的古极地冻土中的微生物群落”的研究发表在新出版的《极端微生物》杂志上。该研究小组由莫斯科州立大学的弗拉基米尔·谢普佐夫领导。与会成员来自俄罗斯科学院、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。

这张照片是1976年维京1号宇宙飞船拍摄的。这张照片显示了火星稀薄的大气层和布满灰尘的红色地球表面。照片:美国宇航局/维京1号

研究人员首先假设温度和气压并不都是影响生命存活的条件，辐射也同样重要。然后将微生物群落置于火星土壤的模拟环境中，暴露在辐射下。实验土壤包括含有冻土的沉积岩，然后将其转移到低温低压环境中。

弗拉基米尔·谢普佐夫(Vladimir S. Cheptsov)是莫斯科州立大学土壤生物学专业的研究生，也是该研究报告的作者之一。他在新闻简报中做了如下解释:

“我们研究了一系列物理因素(包括伽马辐射、低压和低温)对生活在古极地冻土中的微生物群落的综合影响。我们还研究了一种独特的自然产物——200万年没有融化的古代冻土。简而言之，我们做了一个实验来模拟火星的低温生存。同样重要的是，我们在本文中讨论了高剂量γ射线(100 kGy)对原核生物活性的影响。在以前的研究中，没有原核微生物能够在80kGy的辐射下存活。"

为了模拟火星环境，该团队制作了一个独特的培养箱，可以实现并维持内部的低温和低压条件。研究人员随后将这些微生物暴露在不同剂量的伽马射线下。最后，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耐受性。

勇气号火星探测器捕获的火星表面。照片:美国宇航局/JPL

然而，在开始照射微生物后，他们发现实验组和对照组之间存在一些差异。对照组中原核细胞总数和代谢活性细菌数量保持不变，而实验组中接受辐射的细菌数量减少了两个数量级，仍具有代谢活性的古细菌数量也减少了1/3。

研究小组还注意到，伽马射线辐射改善了细菌种群的多样性，一些细菌在接受辐射后发生了显著的结构变化。例如，以土壤中常见细菌节杆菌为代表的放线菌在对照组中不存在，但在辐射组中占据数量优势。

简而言之，这些结果表明，微生物在火星环境中的生存能力比人们想象的更顽强。除了能够忍受严寒和低压，微生物不怕火星表面的辐射。正如契普佐夫所解释的:

“结果表明微生物在低温火星土壤中长期存活的可能性。火星表面电离辐射的强度为每年0.05-0.076戈瑞。土层越深，辐射值越小。根据火星表面的辐射强度和从研究中获得的数据，我们可以做出以下假设:位于火星表层土壤中的生态系统(没有紫外线辐射)可以保存至少130万年；地下两米的生态系统可以保存至少330万年。地下5米的生态系统可以保存2000万年。所获得的数据也可用于评估微生物在太阳系天体和太阳系外天体环境中存活的可能性。”

未来的火星探索任务可以通过寻找极端细菌生命的迹象来推测火星上是否存在生命。照片:美国宇航局

这项研究有多重含义。一方面，研究人员首次证明，原核细菌可以在超过80kGy剂量的伽马辐射下存活，这在以前被认为是不可能的。研究人员还证明，尽管火星环境恶劣，微生物仍能在永久冻土中生存。

同时，这项研究还强调，在探索生命的位置和条件时，需要考虑宇宙辐射的条件和地球自身的环境。最后，本研究做了一些以前实验中没有涉及到的事情:明确了火星上微生物的辐射耐受极限，特别是在地表和深层土壤环境中。

这些信息对未来探索火星和其他宇宙的任务非常有价值。了解生命的生存条件不仅有助于我们清楚地找到外星生命的方向，也提醒科学家要避开特定区域，给潜在的外星生命带来“地球污染”。