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研究发现,一些地球微生物可以在火星上短暂生存

一项新的研究表明,火星表面是一块严峻的冰冻沙漠,但是来自地球的一些微生物可能会在那里暂时生存。研究人员甚至不必派微生物到火星上去寻找。
这两颗行星看起来并不十分相似,但是我们的平流层(距地球表面30公里的一层大气)具有与火星相同的品质。我们家星球的平流层承受的气压较低,辐射水平较高,并且干燥而寒冷-就像红色星球的表面一样。
NASA和德国航空航天中心的科学家使用MARSBOx或大气中的微生物进行辐射,生存和生物结果实验,共同合作通过气球将四种类型的微生物送入平流层。


该研究周一发表在《微生物前沿》杂志上。 研究合著者,MARSBOx共同作者大卫·史密斯(David J. Smith)说:“如果微生物能够在保护性臭氧层的大部分上方侵入那里,那么它就可能能够生存(无论短暂如何)”。美国宇航局艾姆斯研究中心首席研究员兼研究员在一份声明中。 微生物或微生物在地球上具有广泛的覆盖范围。据估计,地球上有1万亿种。他们还发现他们生活在极端条件下恶劣的环境中。

NASA的科学家们需要知道这些微生物是否能够在火星上幸存下来,因为它们继续代表人类将机器人探险者送到红色星球。这就是为什么这些漫游车后面的任务团队(如最近降落的恒心漫游车)在将这些机器发射到火星之前会非常认真地对待它们的清洁度的原因。
毅力是最干净的。它正在寻找火星上古代生命的迹象,而地球微生物可能会在这次搜索中呈现假阳性,或者会污染我们的行星邻居。

为了测试微生物在火星上存活的可能性,研究小组将数百万种微生物(包括代表四种微生物的干燥和休眠的真菌和细菌孢子)放置在石英圆盘上。将这些光盘放在由德国航空航天中心的研究合作者设计的铝盒中。
将以二氧化碳为主的类似于火星大气中的气体混合物泵入箱中。 2019年9月23日,新墨西哥州萨姆纳堡释放了一个载有该实验的大型科学气球。
在上升和下降过程中,百叶窗被用来帮助保护微生物免受太阳的侵害。但是,一旦它们到达地球34公里以上的平流层,百叶窗就会打开,并使它们暴露于那里的严酷辐射之下。使微生物暴露于此超过五个小时,同时平均温度为-28℃。
在平流层中,压力和压力都比我们在海平面上少一千倍,而且空气非常干燥。

当实验返回地面时,科学家们确定这四个物种中的两个幸免于难,证明这两个物种可以暂时忍受地球平流层以及潜在的火星表面的恶劣条件。
研究说:“这项研究使我们更好地了解了哪些微生物可能会在曾经被认为具有致命性的环境(例如火星表面)中绕,并为我们提供了避免如何将小旅行者带到异世界目的地的线索。”联合作者,MARSBOx首席研究员,德国航空航天中心航空微生物学研究小组负责人Ralf Moeller在一份声明中说。
幸存的物种包括葡萄球菌和沙里氏沙门氏菌。第一种是与人类皮肤有关的细菌,第二种是在深海盐水池中发现的细菌。
将黑曲霉(一种用于生产抗生素的真菌)干燥后送去进行实验,一旦它从地球的平流层返回,它也能够复活。
“来自黑曲霉真菌的孢子具有极强的抵抗力,能够抵抗高温,刺激性化学物质和其他胁迫物,但没人能像在火星上那样,在太空中或在强辐射下生存下来。”研究的主要作者,德国航空航天中心航空微生物学研究小组的博士生MartaCortesão在一份声明中说。
“在他们的MARSBOx飞行之后,我们可以使他们复活的事实表明,他们有足够的热情去忍受人类所到之处,甚至是行星以外的地方。”

黑曲霉可能具有防晒霜般的色素沉着或自我保护的细胞结构。
Cortesão说:“这个实验引起了很多疑问,哪些遗传机制是使微生物能够生存的关键。” “它们是否具有古老的进化特征,使其具有抵御恶劣条件的能力,或者对当前环境的适应为其他许多环境挑战提供了保护?”
未来的研究可以帮助科学家更好地确定这些微生物存活的原因。正在计划对南极洲的MARSBOx进行后续飞行,那里的太阳辐射和来自太空的银河系宇宙射线都与火星更为相似。
史密斯说:“这些气球飞行的空气生物学实验使我们能够以实验室中不可能的方式研究微生物的弹性。” “ MARSBOx提供了一个机会,可以预测火星的生存结果,并帮助建立我们所知道的生命极限。”
同时,这些发现可能有助于计划未来的火星任务。作者在研究中写道:“对火星机器人和人类探索的重新关注,扩大了未来几年对其他火星模拟研究的需求。”

共同首席研究作者凯瑟琳娜·西姆斯(Katharina Siems)说:“随着长期载人前往火星的任务,我们需要知道与人类相关的微生物将如何在红色星球上生存,因为某些微生物可能对宇航员构成健康风险。”德国航空航天中心航空航天微生物学研究小组在一份声明中。
“此外,某些微生物对于太空探索可能是无价的。它们可以帮助我们独立于地球生产粮食和物资,这在远离家乡时至关重要。微生物与我们息息相关;我们的身体,我们的食物,我们的环境,因此不可能将它们排除在太空旅行之外。”
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