火星上可能存在微生物吗

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阿塔卡马沙漠看起来就像火星一样,许多环境条件也是相似的。在阿塔卡马沙漠中,你可以看到岩石上的高氯酸盐沉积物。图片来源:Dirk Schulze-Makuch

火星上尚未发现生命,但探索可能产生生命的环境是令人兴奋的。由柏林工业大学(TU Berlin)与莱布尼茨淡水生态和内陆渔业研究所(IGB)领导的一个团队,研究了调节微生物适应高氯酸盐的细胞过程。这种盐存在于在一些沙漠里以及火星上,如果微生物能够在基因上调整它们对这种盐的应激反应,那么它们在红色星球上是可能生存的。

该团队在《环境微生物学》杂志上发表了他们的研究论文。

众所周知,生命需要能量和碳氢氮氧磷硫这几种元素,微量元素和液态水也是必不可少的。而这些大部分都可以在火星上获得:能量可以通过太阳光或者化学过程提供,碳可以通过稀薄但富含二氧化碳的大气获得,其他基本元素富含在火星表面的风化层中。

然而,由于约6毫巴的低气压(相比之下,地球上的平均气压约为1巴)和低于冰点的平均温度,获得液态水是一个挑战。在火星表面附近产生水的少数方法之一是通过潮解形成暂时稳定的盐溶液。

在这个过程中,盐从大气中吸收水分并溶解在其中。火星上有许多的吸湿性盐(包括高氯酸盐在内)容易从大气中吸收水分,降低水的冰点。它们偶尔也会出现在地球上非常干燥的沙漠中。

从理论上讲,这种水足以维持某些微生物群的新陈代谢。然而,高氯酸盐会通过某种鲜为人知的方式在细胞中引发压力。

“为了了解火星上潜在的微生物生命,重要的是要了解微生物如何处理这种压力源,因为只有当它们产生良好的应激反应时,才能应对高盐浓度,并真正利用盐分,如潮解和降低冰点。”第一作者Jacob Heinz说。

研究小组使用罗伯特·科赫研究所(RKI)开发的蛋白质组学方案来分析汉斯德巴氏酵母菌(Debaryomyces hansenii)的高氯酸盐特异性应激反应,并将其与已知的盐胁迫适应性进行比较。

研究人员发现,对氯化钠和高氯酸钠的应激反应具有许多共同的代谢特征,例如,相同的信号通路,增加的能量代谢或渗透剂的形成。

“然而,我们还发现了几种特定于高氯酸盐的新应激反应。例如,蛋白质的糖基化和细胞壁的重塑,这大概是为了稳定蛋白质结构和细胞膜。这些应激反应对于火星上的可能存在的生命也非常重要。”IGB的共同作者Hans-Peter Grossart解释说。

该研究的合著者,IGB和TU Berlin的科学家Dirk Schulze-Makuch表示:“如果我们在火星上寻找生命,我们必须保持开放的心态,因为如果火星存在本土微生物,它们肯定会通过地球上可能不会发生的生化过程以适应火星上的环境条件。但是,如果我们研究地球上的生物如何应对火星上存在的压力因素,如高氯酸盐,我们将获得火星上的生命应对困难环境条件的第一个线索。”

翻译:刘海牧
校对:王婧彧 王茸
审阅:牧夫校对组
美编:徐玖坤
后台:精彩!
『天文湿刻』 牧夫出品
微信公众号:astronomycn

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