生物学家揭示了微生物在火星上可以生存多长时间

时间：2021-07-17 13:52:09 来源：

美国土壤科学学院Lomonosov MSU的研究人员研究了微生物在极低温度下对伽玛射线的抵抗力。

莫斯科罗蒙诺索夫国立大学的科学家发现，微生物在极低的温度下具有抵抗伽玛射线的能力。

火星的平均温度为°-63 C，但在极地地区和夜间，平均温度可低至°-145C。压力比地球低100-1000倍，具有强紫外线和电离辐射。到目前为止，还没有人知道微生物能在多大程度上抵抗这种极端因素。通过找出极限，科学家可以评估微生物和生物标记物在太阳系内部各种物体中存活的可能性。当认真选择研究对象和研究区域以及彻底开发探测生命的技术非常重要时，这些信息对于规划天体生物学太空飞行任务将变得无价之宝。

在他们目前的论文中，作者研究了低温低压下多年冻土沉积岩中微生物群落的辐射抗性。这些沉积岩被认为是空间风化后留下的地面，即长石的陆地类似物。科学家认为，潜在的火星生物圈可以在低温保存状态下生存，而限制其寿命的主要因素是细胞受到辐射损伤。通过定义其抗辐射极限，人们可以估算出在不同深度的块岩中存活的微生物的长度。

“我们研究了许多物理因素（伽马辐射，低压，低温）对古代北极多年冻土中微生物群落的共同影响。我们还研究了一个独特的自然物体-古老的永久冻土，至今尚未融化约200万年。简而言之，我们进行了模拟实验，很好地涵盖了火星tian石的低温保存条件。同样重要的是，在本文中，我们研究了高剂量（100 kGy）的伽玛射线辐射对原核生物活力的影响，而在以前的研究中，在高于80 kGy的剂量下没有发现活的原核生物。” –作者之一，罗蒙诺索夫MSU土壤生物学系土壤科学系的研究生Vladimir S. Cheptsov告诉我们。

在模拟这些影响微生物的因素时，研究人员使用了一个原始的恒温箱，可以在伽马射线照射期间保持低温和低压。作者还指出，天然微生物群落被用作模型对象，而不是纯的微生物培养物。

研究的微生物群落显示出对模拟火星环境条件的高度抵抗力。辐照后，原核细胞总数和代谢活性细菌细胞的数量保持在对照水平，而培养细菌（在营养培养基上生长的细菌）的数量减少了十倍，古细菌的代谢活性细胞的数量减少了三倍。。培养细菌数量的减少可能是由于其生理状态的变化，而不是死亡。

尽管辐照后微生物群落结构发生了显着变化，但科学家已在暴露的永冻土样品中检测到相当高的细菌生物活度。尤其是，在模拟后，在对照样品中未发现的节杆菌属放线菌属种群在细菌群落中占主导地位。这可能是由于优势细菌种群的减少所致，因此研究人员可以检测到节杆菌属的放线菌。作者还建议这些细菌对模拟条件更具抵抗力。也有研究证明，这些细菌对紫外线具有相当高的抵抗力，其DNA在古老的多年冻土中保存了数百万年。

“研究结果表明，在火星长石中，可能存在的微生物可以长期冷冻保存。火星表面的电离辐射强度为0.05-0.076 Gy /年，并随深度降低。考虑到火星re石中的辐射强度，我们获得的数据使我们有可能假设假想的火星生态系统可以以非生物状态保存在re石表层（免受紫外线照射）至少1.3-2。一百万年，在不小于330万年的两米深度，以及至少两千万年的五米的深度。科学家补充说，获得的数据还可以用于评估在太阳系其他物体以及外太空小物体内检测到活微生物的可能性。

作者首次证明原核生物可以经受超过80 kGy剂量的电离辐射照射。获得的数据既表明可能低估了自然微生物群落的辐射抗性，又需要研究一组天外和宇宙因素对天体生物学模型实验中的活生物体和生物分子的联合作用。

出版物：Vladimir S. Cheptsov等人，“在模拟火星条件下，古代北极多年冻土中受100 kGy伽马影响的微生物群落，”极端微生物，2017年； doi：10.1007 / s00792-017-0966-7

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