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地球生命可以在火星环境存活!NASA联合团队把真菌送上“火星”,回到地球后仍有活性

2021-02-23 15:07 前瞻网   

地面生命能否经受住火星环境的考验,对行星保护措施和太空探索具有重要意义。迄今为止,已经使用了各种陆地模拟和模拟室来预测微生物暴露于类似火星条件下的结果。最常见的是使用升高的辐射和干燥与低压和温度搭配,同时使用火星气体混合物来模拟火星环境。然而,很少有研究能够同时重现多因素的火星环境。

为了更好地了解微生物在类似火星条件下的生存潜力,2019年9月,美国宇航局联合德国航空航天中心利用一个大型科学气球MARSBOx(Microbes in Atmosphere for Radiation, Survival, and Biological Outcomes Experiment)将几个真菌和细菌样本发射到中平流层(距离地面38公里高度,在臭氧层之上),并暴露在大气环境下,进行了为期五个月的实验。

地球生命可以在火星环境存活!NASA联合团队把真菌送上“火星”,回到地球后仍有活性

A)飞行期间从MARSBOx有效载荷和平流层中的Trex-Box顶部拍摄的图像;

(B) 气球飞行路径。

图源论文Figure 4.

中平流层的辐射水平与赤道火星表面的数值相似,能够最大限度地模拟具有自然电离和非电离辐射的大范围火星模拟环境。气球里携带了两层样品,底层屏蔽了辐射,而顶层样品暴露在比能导致我们皮肤晒伤的水平高一千多倍的紫外线辐射下(紫外线剂量=1 148千焦-米-2)。除此之外的干燥、大气和飞行期间的温度波动均相同。

进行测试的真菌样本包括黑曲霉的真菌孢子和沙班氏菌(Salinisphaera shabanensis)、帽炎葡萄球菌亚种(Staphylococcus capitis subsp.capitis)和巴氏杆菌MASE-IM-9(Buttiauxella sp.MASE-IM-9)的真菌孢子。在平流层暴露5小时后,研究人员对样品的存活率和代谢变化进行了检测。

来自真菌A. niger的孢子和来自革兰氏(-)细菌沙班氏菌的细胞是最有抵抗力的,分别减少了2和4-log。暴露巴氏杆菌完全失活,帽炎葡萄球菌亚种仅在紫外线屏蔽的实验条件下存活(3-log减少)。来自黑曲霉真菌的高色素孢子在类似火星的中平流层环境中,即使作为孢子单层(106个孢子mL-1),即在没有自我防护的情况下,也能存活5小时以上的紫外线照射。

研究结果强调了航天器相关微生物生存表型的广泛变化,并支持在无意中被送到火星的情况下,色素真菌可能对火星表面产生抵抗力的假说。这不仅让学界更了解微生物对太空任务的威胁,也为了解建立地球以外的独立资源地指明了新的方向。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4114RWL

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