火星可能孕育抗旱微生物

一切生命都需要水,但缺少水资源时生物将如何生存?来自霍普金斯大学的J.DiRuggiero 采集了世界上两处最干燥地区的土壤,以研究生物耐受干旱的极限。这些地区环境与火星类似——干燥而寒冷,因此她的研究有助于日后对火星生命的探索。这两处荒凉之地分别是智利的阿塔卡马沙漠(Atacama Desert)和南极的干旱峡谷(Dry Valleys)。

“我们试图了解这些干旱地区有哪些生命生存着,它们是怎样分布的。”DiRuggiero说。她还想了解这些生命的代谢是否活跃,或者只是随风力偶然落在当地,所以正在休眠。

DiRuggiero的基本手段是DNA测序。她采用0.1-0.05克的土壤样品,提取其中含有的任何微生物的DNA,然后进行测序。

令人惊异的是,有些微生物确实在零下的温度中更加活跃,这超出我们的想象,但在微生物世界里这不足为奇。寒冷的环境降低微生物的代谢,甚至让它们休眠,因而存活下来。因此火星寒冷的沙漠里或许也有这类微生物生存。

“南极大学谷(University Valley)干燥土层的下方是冰泥地,就是冰冻的泥土,可能已经有成千上万年历史了,”DiRuggiero介绍说。“需要研究的就是,这些地方是否有水供微生物利用?干燥土层和冰泥地里的微生物群落是否一致?”

去年,NASA的IceBite团队收集了一些气候数据,显示在夏季,干燥土层和冰泥地的交界面,可能会有融化的水。微生物便会利用这一年一度的机会活跃起来,进行代谢和繁殖。虽然这融化的水只有薄薄一层,对微生物来说已经足够。

在零下20℃以上,干燥的沙地和冰层之间会有少量的液态水,它可以支持微生物的生命活动,就算温度降到零下15℃以下也没问题。虽然火星的温度更低,这一过程在火星还不能实现,但火星公转时会摇摆,它的赤道面与黄道面也有夹角,且与地球的黄赤交角大小相似。当这一角度改变时,它受日光照射的面积也会改变,日后火星温度有可能增高。现在,每半个火星年(相当于一个地球年),火星极地都能受到恒定的日光照射。

2008年,当NASA的“凤凰”号探测器降落在火星极地的冰原上时,那里的温度还比较温暖,大约在零下15℃-零下20℃之间,因此,火星过去可能存在液态水。也许很久之前,当火星温暖而富有液态水的时候,诞生过一些坚强的微生物,它们在之后恶劣的环境中休眠,每隔1000或2000万年,温度回暖时,它们可能会复苏并点燃生命的火花。

NASA计划在后续的勘探中,获取火星极地更大深度的土壤样本,那时谜底将有望揭晓。


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