無所畏懼的“水熊蟲”竟難以在火星土壤中生存

研究發(fā)現(xiàn)，火星風(fēng)化層模擬物中的有毒化合物嚴重限制了水熊蟲的存活。

以能在真空、極端輻射和嚴寒中存活而聞名的微觀生物"水熊蟲"，終于遇到了難以征服的挑戰(zhàn)：火星土壤。一項新研究表明，雖然火星表面環(huán)境對這些頑強的生物具有天然殺傷力，但簡單的清水沖洗或許能成為未來火星殖民和行星保護的關(guān)鍵。

終極測試

賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員確定了火星風(fēng)化層——覆蓋火星基巖的松散礦物層——對復(fù)雜多細胞生物的影響。雖然細菌和真菌對模擬火星土壤的反應(yīng)已被廣泛研究，但其對動物的影響卻鮮為人知。

"我們對模擬風(fēng)化層中的細菌和真菌了解很多，但對它們?nèi)绾斡绊憚游铩词故窍袼芟x這樣的微觀動物——卻知之甚少。"該研究的主要作者、賓夕法尼亞州立大學(xué)的微生物學(xué)家科里恩·巴克曼斯表示。

致命環(huán)境

研究人員使用了兩種基于NASA"好奇號"火星車數(shù)據(jù)在實驗室制造的火星土壤模擬物：MGS-1（一種代表火星表面一般狀況的全球性模擬物）和OUCM-1（一種模仿蓋爾隕石坑"巖石巢穴"沉積物成分的模擬物）。結(jié)果顯示，在MGS-1模擬物中，水熊蟲的活動能力顯著下降。兩天內(nèi)，許多標本變得不活躍或死亡。OUCM-1模擬物的危害較小，但與置于標準地球海灘沙中的對照組相比，其活性仍受到顯著抑制。

顯微分析顯示，水熊蟲的口器周圍聚集了礦物顆粒，這表明其生物功能受到了物理或化學(xué)干擾。未經(jīng)處理的火星土壤的嚴酷性令研究人員感到驚訝，因為水熊蟲以能進入"桶形狀態(tài)"（一種極度脫水的休眠形式）來應(yīng)對幾乎所有惡劣環(huán)境而聞名。

水的解決方案

一個關(guān)鍵突破出現(xiàn)在研究團隊嘗試在放入水熊蟲之前用水沖洗MGS-1模擬物時。研究人員發(fā)現(xiàn)，水熊蟲的存活率和活力恢復(fù)到了與地球上幾乎相同的水平。

"似乎MGS-1中存在某種可溶于水的非常有害的物質(zhì)——可能是鹽類或其他化合物。"巴克曼斯補充道。

這一發(fā)現(xiàn)對未來火星任務(wù)有兩個重要啟示。首先，它表明火星表面具有天然的"防御機制"，可能保護該星球免受地球微生物的意外污染。其次，它為未來的殖民者提供了路線圖：如果土壤可以被清洗，那么很可能可以用來種植作物并支持一個功能正常的生態(tài)系統(tǒng)。

對火星殖民的影響

這項研究凸顯了行星保護（一項旨在防止行星間生物交叉污染的全球性努力）所面臨的挑戰(zhàn)。如果火星土壤對地球上最頑強的動物具有天然致命性，那么"前向污染"的風(fēng)險可能比之前擔(dān)心的要低。

然而，用水"清洗"土壤的需求是一個重大的后勤障礙。水在火星上是寶貴且有限的資源。雖然知道土壤可以被中和是向前邁出的一大步，但大規(guī)模清洗需要相當可觀的配套設(shè)施。

研究人員還指出，這項研究僅關(guān)注土壤化學(xué)性質(zhì)，并未考慮火星極端的溫度波動和低氣壓。

該研究發(fā)表在《國際天體生物學(xué)雜志》上。

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