地球上一些最小的生物可以在火星上生存

当“毅力号”火星车在火星上寻找过去生命的证据时，地球上的研究人员正在调查现在生物在火星上生存的难度有多大。根据发表在《微生物学前沿》杂志上的一项新研究，火星“通常被认为不适合生命生存”。但火星到底有多不适合生命生存是一个悬而未决的问题。为了找到答案，一个由微生物学家和其他科学家组成的团队将一些微生物发射到平流层。

在 2 月 22 日发表的这项研究中，来自德国航空航天中心和美国宇航局的国际团队将细菌和真菌样本发射到新墨西哥州上空平流层（地球五层大气层的第二层）的中部，在那里他们测试了微生物对一系列类似火星的恶劣条件的反应。研究小组将细菌细胞和霉菌孢子放入一个新开发的实验容器中，这个容器恰如其分地被称为 MARSBOx（“大气中微生物的辐射、生存和生物结果实验”），该容器在 2019 年 NASA 发射的一次科学气球飞行中被抛到大约 24 英里高的空中。

该研究的共同作者之一玛尔塔·科尔特桑 (Marta Cortesão) 在一份声明中表示：“一些微生物，特别是黑霉菌的孢子，即使暴露在极强的紫外线辐射下，也能够存活下来。”

研究人员写道，先前的研究已经检验了其他类似火星环境的微生物恢复力，比如南极洲的麦克默多干谷——但地球的中层平流层在白天提供了“独特的环境侵害组合，与红色星球上的条件更为相似”，包括强烈的辐射、干燥、极端温度和低氧。

研究人员选择了一些微生物，其中包括一对细菌“极端微生物”，即在环境边缘茁壮成长的微生物，它们在地球上具有类似火星特征的地区被发现。（其中一种是沙巴纳氏菌，取自红海严酷而咸的深处。）其他微生物包括生活在人类皮肤上的 S. capitis 细菌，这种细菌曾在国际空间站发现过；另一种是与黑霉菌有关的常见真菌黑曲霉，也是空间站的搭便车者。史密斯说，过去的研究已经探索过细菌在火星上生存的能力，但我们对真菌的了解较少。

美国宇航局艾姆斯研究中心的天体生物学家、这项研究的合著者戴维·J·史密斯说，为了准备这些微生物的旅程，研究人员将它们干燥后放在盘子上，然后将它们装进 MARSBOx 内一个较小的容器中。除了中层平流层施加的压力源外，这个较小的容器还充满了火星压力和气体。史密斯说，顶部的玻璃板允许辐射通过，同时防止微生物泄漏。

这次经历持续了五个多小时，对于这些微小的微生物来说，这可能是相当痛苦的一天。

史密斯说：“想象一下，没有防晒霜，你在海滩上度过了最糟糕的一天。” （其他人也许过得更好：发射视频中突出的是太空乌龟和太空企鹅，这是一对冒险玩具，属于美国宇航局员工克里斯·菲尔德的孩子们。）

研究称，研究人员在实验室中发现霉菌孢子“对所有测试条件均具有很强的抵抗力”。

哥伦比亚大学天体生物学家 Caleb Scharf 表示，人们长期以来一直担心太空，尤其是火星的“前向污染”，但他并未参与这项研究。他在一封电子邮件中告诉《大众科学》，这是因为“如果地球生物污染了环境，那么我们探测本土生命形式、了解地球以外生命的努力将变得极为困难。”如果火星上存在脆弱的生态系统，我们自己的微生物踪迹可能会破坏这一生态系统。他说，这是一个大问题。

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“这项实验为我们最需要关注的污染物种类提供了定量见解，”沙夫说。当然，这项研究的局限性之一是这些生物实际上并没有到达火星，他说，“当然火星上可能还有其他因素，比如表面的化学性质。”

研究作者表示，MARSBOx 确实为未来的研究提供了有效的设置，研究结果“强调了在未来涉及火星前向污染的研究和政策中纳入真菌孢子的重要性”。联合主要作者 Katharina Siems 在一份声明中表示，这一研究领域对于了解宇航员的潜在健康风险非常重要——她说，一些微生物“可以帮助我们独立于地球生产食物和物质供应，这在远离家乡时至关重要”。

通过这项研究，“我们又得到了四个陆地微生物如何应对类似火星环境的例子，”史密斯说。“你知道，我们只是触及了表面。”