火星上的土壤太干燥了吗?
我们知道它需要水茁壮成长。即便如此,我们认为生活在地球上的最干燥环境中持续存在。但是怎么干得太干了?什么时候环境过于极端,甚至微生物,最小,往往是大多数生活方式,生存?这些问题对寻找世界超越地球的生命的科学家很重要,包括星球火星。为了帮助回答这个问题,来自加利福尼亚州加州硅谷的美国宇航局阿姆斯研究中心的研究小组前往地球上的最干旱的地方:智利阿塔卡马沙漠,南美洲西海岸1000公里的土地。
阿塔卡马沙漠是地球的环境之一,最接近炎热的火星表面。但阿塔卡马并不均匀干燥。在智利中部地区的沙漠中的相对不太干燥的南端旅行时,在智利北部的其极其干燥的中心,年降水量从每年几毫米的雨水转移到每十年的几毫米下雨。
这种非均匀干燥的环境提供了在降低降水水平下寻找寿命的机会。通过钉住环境需要多少水需居住的水,即能够支持Lifeforms,研究团队能够确定存在的干旱限制。
阿塔卡马沙漠的地图显示了从沙漠的一端到另一端的年降水量的变化。所提到的干旱指数是基于年降雨量和水分损失的价值。学分:美国宇航局阿姆斯研究中心
“在地球上,我们发现微生物生活的证据到处都是,”玛丽·贝特威尔姆,AMES和LID作者在本月期刊Astrobiology的新研究中发表的新研究。“然而,在极端环境中,重要的是要知道微生物是否是休眠,只是勉强幸存,或者真的活着。”
生物学家如果能够生长和繁殖,可以将某些东西定义为活力。如果微生物只是幸存或执行一些基本功能,他们将在一代内死亡而不会通过任何遗传信息。在寻找火星上的生活潜力时,科学家需要看到这种繁殖,这导致人口增长和从一代到下一代的遗传变化。
“通过学习如果和微生物在地球上极其干燥的地区活着,我们希望如果火星曾经有过微生物生活,并且它是否可以幸存下来,我们希望能够更好地了解,”Wilhelm说。
压力的迹象是生命的迹象
科学家们有几个工具到P OUT样本是否正在增长或只是幸存。一个重要的标志是压力。生活长度足以生长和适应像阿喀拉姆一样的极端沙漠 - 或可能在火星上 - 并不容易完成任务。如果在这种极其干燥的环境中生活真的在成长,那将被压力,而休眠生活将不会生存。因为休眠的生命甚至不能尝试生长或再现,所以没有压力标记,类似于某些细胞分子结构的变化。Astrogiologists可以寻找这种压力的一些讲述迹象,以寻找炎热的土壤中生长的证据。
科学团队收集了来自阿塔卡马沙漠的土壤样本,并将它们带回了艾米斯的实验室。在那里,通过观察所有已知生物体的特征,他们执行测试以识别样品中的压力标记。
一种应激标记物可以在脂质中找到,分子构成生物微生物细胞的外表面,称为其膜。当细胞暴露于压力条件时,它们的脂质变化结构变得更加刚性。
科学家发现这个标记在阿塔卡马的不太干燥的地方,但它从最干燥的地区缺少,微生物应该更加紧张。基于这些和其他结果,该团队认为,在一分钟水之间存在一系列过渡,仍然足以生长,而环境如此干燥的情况下,微生物仅在没有atacama的表面土壤中没有生长而生存。
约会生活的残余
科学家可以通过研究一种称为氨基酸的分子,蛋白质的建筑物块来讲述细胞已经死亡。这些氨基酸的结构采用两种形式,每个形式,镜面反射,就像一对手一样。事实上,这种“手机”是科学家术语用来描述这些结构。
地球上的所有生命都是用“左撇子”氨基酸分子建造的。然而,当细胞死亡时,其一些氨基酸以已知的速率变为反射“右手”结构,最终将50-50比数量平衡多年。
通过在最干燥的阿塔卡马泥中观察这种比率,科学家发现那里的微生物已经死了至少10,000年。甚至发现这种旧生活的残余是极其罕见的,令人惊讶的是坐在地球表面的样本。
为火星做好准备
火星比Atacama的最干燥部分干燥1000倍,这使得微生物寿命不太可能知道它在地球表面上存在,即使有一些进入水。然而,即使在智利沙漠的最干燥地区,Atacama历史中过去潮湿时期的过去的微生物生命的残余也明显存在,并且在数千年中保存了很多。这意味着,因为科学家知道火星在过去是一个潮湿的,更充满活力的星球,古代生活的痕迹可能仍然是完整的。
“在我们去火星之前,我们可以使用像天然实验室这样的阿塔卡马,并根据我们的结果,调整我们在我们到达那里的时候我们的期望,”Wilhelm说。“今天知道火星的表面可能太干燥,才能生长,但是微生物的痕迹可以持续数千年来帮助我们设计更好的乐器,不仅可以在地球表面上搜索生活,而是试图解锁遥远的过去的秘密。“