11月14日消息，據(jù)外媒（Futurism）報道，正如我們所知，火星并不是一個宜居的地方?；鹦浅嗟赖貐^(qū)的氣溫在夏季白天高達35℃，地表平均溫度-63℃，兩級的最低氣溫低至-143℃。同時，火星大氣壓力僅為地球的百分之0.5%，其表面暴露在巨量的宇宙輻射之中。
目前為止，沒人能確定微生物能否在火星這種極端的環(huán)境中生存。得益于莫斯科國立大學(xué)（LMSU）一個研究小組的最新研究，人們現(xiàn)已可以探索微生物生存條件的極限。該研究可能對人類尋找外星生命具有重大意義。
這項名為“在模擬火星環(huán)境的遠古極地凍土中使用100kGy伽馬射線照射微生物群落”的研究發(fā)表在新近出版的《Extremophiles》期刊上。研究組由莫斯科國立大學(xué)的Vladimir S. Cheptsov領(lǐng)導(dǎo)，參與成員來自俄羅斯科學(xué)院、圣彼得堡國立技術(shù)大學(xué)、庫爾恰托夫研究所和烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)。
（這幅照片由Viking-1號航天器于1976年拍攝。照片中可以看到火星稀薄的大氣層以及塵土飛楊的紅色地表。圖：NASA/Viking 1）
研究人員首先假設(shè)溫度和氣壓并非影響生命生存的所有條件，輻射也同樣重要。然后將微生物群落放置在火星土壤模擬環(huán)境中，并讓它們接受輻射。實驗土壤包括內(nèi)含凍土的沉積巖，隨后這些土壤被轉(zhuǎn)移到低溫和低壓環(huán)境中。
Vladimir S. Cheptsov是莫斯科國立大學(xué)土壤生物學(xué)專業(yè)的研究生，同時也是研究報告的作者之一。他在新聞公告里做出如下解釋：
“我們研究了一系列物理因素（包括伽馬輻射、低壓、低溫）對生活在遠古極地凍土中的微生物群落的綜合影響。我們還研究了一個獨特的自然產(chǎn)物——200萬年來未曾融化的遠古凍土。簡而言之，我們做了一個模擬火星低溫生存的實驗。同樣重要的是，我們在本文中探討了高劑量伽馬射線（100 kGy）對原核生物活性的影響。在此前的研究中，還沒有原核微生物能夠在80kGy計量的照射后生存?！?/p>
為了模擬火星環(huán)境，團隊做了一個獨特的恒溫箱，能夠在內(nèi)部實現(xiàn)并保持低溫低壓的條件。隨后研究人員將微生物暴露在不同劑量的伽馬輻射下。最終發(fā)現(xiàn)，在模擬的火星環(huán)境中，微生物群落對溫度和壓力條件表現(xiàn)出高度耐受性。
（“勇氣號”火星探測器拍攝到的火星地表。圖：NASA/JPL）
不過，在開始對微生物進行照射之后，他們發(fā)現(xiàn)實驗組和對照組之間的表現(xiàn)存在一些差異。對照組中原核細胞總數(shù)和代謝活性細菌數(shù)量保持不變，而實驗組中接受輻射的細菌數(shù)量減少了兩個數(shù)量級，仍然具有代謝活性的古細菌也減少了1/3。
研究小組還注意到，伽馬射線照射讓細菌種群的多樣性有所提高，一些細菌在接受照射后發(fā)生顯著的結(jié)構(gòu)變化。例如，以節(jié)桿菌屬為代表的放線菌——一種在土壤中常見的菌屬——在對照組中本不存在，卻在輻射組中占據(jù)數(shù)量優(yōu)勢。
簡而言之，這些結(jié)果表明，微生物在火星環(huán)境下的生存能力要比人們想象的更加頑強。除了能夠忍受嚴寒和低壓，微生物也無懼火星表面的輻射。正如Cheptsov所解釋的那樣：
“研究結(jié)果暗示了微生物在低溫的火星土壤中長久生存的可能性?；鹦潜砻骐婋x輻射強度為每年0.05-0.076 Gy，土層越深，輻射值相應(yīng)變小。結(jié)合火星地表的輻射強度以及研究所得數(shù)據(jù)，我們可以做出如下假設(shè)：位于火星表層土壤中（免于紫外線照射）的生態(tài)系統(tǒng)可以保存至少130萬年；地下兩米深處的生態(tài)系統(tǒng)則可保存至少330萬年；地下五米深處的生態(tài)系統(tǒng)則可保存2000萬年。所得數(shù)據(jù)同樣也可用于評估微生物在太陽系內(nèi)天體以及系外天體環(huán)境中存活的可能性。”
（未來的火星探測任務(wù)可通過尋找極端細菌生活的跡象來推測火星上是否曾經(jīng)存在過生命。圖：NASA）
本次研究具有多重意義。一方面，研究者首次證明原核生物細菌能夠在80kGy劑量以上的伽馬輻射下存活，這在此前這被認為是不可能的。研究者還證明，盡管火星環(huán)境惡劣，但微生物仍可以以保存在永久凍土中的方式存活。
該研究同時也強調(diào)了在探索生命存活的地點和條件時，還需要考慮宇宙輻射條件和行星本身環(huán)境。最后，本次研究做到了此前實驗未涉及過的事：明確了微生物在火星上的輻射耐受極限，特別是在表層及深層土壤的環(huán)境下。
這些信息對未來的火星任務(wù)以及其他宇宙探索十分寶貴。了解生命生存的條件不僅有助于我們明確尋找外星生命的方向，同時還能提醒科學(xué)家注意避開特定區(qū)域，避免給潛在的外星生命帶去“地球污染”。
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