新研究发现细菌可以在火星地下生存数亿年

新的研究表明,古代火星生命的迹象可能就在那里——或者更确切地说,隐藏在火星表面之下,不受有害辐射的影响。

D. radiodurans(被亲切地称为“柯南细菌”)特别适合在火星恶劣的环境中生存。 (图片来源:迈克尔戴利/USU)
D. radiodurans(被亲切地称为“柯南细菌”)特别适合在火星恶劣的环境中生存。 (图片来源:迈克尔戴利/USU)

正如埃尔顿约翰曾经唱过的那样,“火星不是抚养孩子的地方;事实上,它冷得要命。” 但新的研究表明,火星寒冷可以让细菌在地球表面以下存活长达 2.8 亿年。

这一发现带来了希望,即有朝一日可以在这颗红色星球上找到古代生命的痕迹——甚至是处于假死状态的活生物体。

在这项研究中,科学家们发现,一种地球细菌,耐辐射球菌,对辐射具有很强的抵抗力,以至于它可以处理火星表面以下 33 英尺(10 米)处相当于 2.8 亿年的辐射。 在地球上的核反应堆中发现的这种勇敢的小微生物甚至可以在不断受到宇宙和太阳辐射轰击的火星表面存活 150 万年。

这种生存的关键是火星干燥、寒冷的环境。 研究资深作者迈克尔戴利说,当干燥并冷冻至负 110.2 华氏度(负 79 摄氏度)——干冰和火星高纬度地区的温度——D. radiodurans “变得非常耐天文辐射”, 马里兰州统一服务大学的遗传学家和放射生物学专家。

抗辐射

D. radiodurans 长期以来一直被认为是抗辐射的冠军。它存在于人类肠道和地球上的许多其他地方,甚至在太空真空中存活了多年。然而,这项新研究是首次尝试测试细菌在干燥状态下的抗辐射上限。戴利说,以前,科学家们发现这种细菌在液体培养中可以承受 25,000 灰的辐射。相比之下,5 格瑞的剂量会杀死一个人。

戴利和他的同事们干燥并冷冻了 D. radiodurans,然后用伽马辐射和质子辐射轰击细菌,模仿来自深空的宇宙辐射和来自太阳的太阳辐射。他们发现干燥和冷冻的 D. radiodurans 可以在令人难以置信的 140,000 灰度辐射中存活下来。这相当于火星表面 150 万年和地表以下 33 英尺处 2.8 亿年的剂量,唯一的辐射来自岩石和矿物中的放射性衰变。

研究合著者、西北大学化学家布莱恩霍夫曼说,这些生物体以两种方式在辐照下存活。首先,它们有多个基因组副本,为任何被辐射损坏的位元提供备份。其次,它们积累了大量的锰抗氧化剂,这些抗氧化剂会捕获辐射产生的破坏性分子。捕获这些分子可以防止对生物体进行 DNA 修复的蛋白质造成损害。

“DNA 被组织起来进行修复,这些锰抗氧化剂保护了进行修复的蛋白质,”霍夫曼说。

火星上的生命

美国宇航局的恒心漫游车调查火星耶泽罗陨石坑的岩石露头,寻找古代微生物生命的潜在迹象。 (图片来源:NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS)
美国宇航局的恒心漫游车调查火星耶泽罗陨石坑的岩石露头,寻找古代微生物生命的潜在迹象。 (图片来源:NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS)

D. radiodurans 在地球上进化,那里的大气保护地球及其生物免受最严重的辐射。 (达利说,这种细菌很可能进化为能够在干旱时期承受损害,而抗辐射性只是这种进化的副作用。)任何火星细菌都必须在没有这种保护的环境中进化,并且很可能不得不进化霍夫曼说,类似的抗辐射性。

火星已经有 20 亿年没有广泛存在的液态水,所以即使古代生命确实在那里进化,2.8 亿年仍然太短,不能表明这颗星球上有大量等待恢复生命的细菌。但由于火星的大气层非常稀薄,陨石会定期下雨到火星表面,戴利说。这些撞击释放的热量和液态水可能会唤醒地下的休眠细菌,让生命暂时繁盛起来。

霍夫曼说,即使这种暂时的绿洲理论不正确,火星上细菌的长期潜力意味着古代生命的碎片仍然可能作为痕迹存在于岩石中。即使生物体早已死亡,DNA和其他生命特征也可能以碎片形式存在。

据研究作者称,这些发现还有助于防止火星被地球细菌污染。 任何搭乘火星探测器的 D. radiodurans 都可能在从地球到红色星球的旅程中幸存下来。 (研究人员发现,其他微生物,如大肠杆菌和一些芽孢杆菌,如果干燥和干燥,也可以在火星表面存活数千年。)

SETI 研究所高级科学家、前行星保护官员约翰·拉梅尔说,随着越来越多的任务旨在将样本从火星送回地球,确保地球微生物不会被意外拖到火星然后被误认为是外星人,这一点很重要。 为美国宇航局。 Rummel 没有参与这项新研究,但他在《天体生物学》杂志上监督了它的编辑。

“往返旅游有机体在这里是一个问题,”Rummel 说。 “而且我们必须小心处理这个问题。”

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注