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科学家在来自火星上的岩屑上生长了微生物

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宇宙解码 2021-02-27 19:08

来自火星的岩石是地球上一种稀有且珍贵的资源。到目前为止,我们仅有的样本是大块陨石,它们从红色星球上抛射并穿过太阳系,直到它们散布到地球上。

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这些珍贵的东西中的一小部分刚刚被试验使用:科学家将一小块火星黑美陨石磨碎,并用于生长极端微生物。

这不仅表明生命可以真正存在于真实的火星条件下,而且还为天体生物学家提供了新的生物特征,使他们可以在火星地壳中寻找古老生命的迹象。

“‘黑美人’(Black Beauty)是地球上最稀有的物质之一,它是由不同的火星地壳碎片(其中一些可追溯到4.42±0.7亿年)形成的独特的火星角砾岩,是数百万年前从火星表面喷出的,”奥地利维也纳大学的天体生物学家特蒂亚娜·米洛耶维奇(Tetyana Milojevic)说,“我们必须选择一种非常大胆的方法来粉碎几克珍贵的火星岩石,以重现火星最早、最简单的生命形式。”

如果火星上存在着古老的生命,那么地球上的所有生命中,最有可能类似于极端分子。这些生物生活在我们曾经认为过于敌对的环境中,无法维持生命,例如南极洲的零下超盐湖、火山地热泉或海底深处的地壳下部。

在数十亿年前的古代火星上,我们可以肯定地说,大气层很浓,富含二氧化碳。我们有一些样本,这些样本是在行星还只是婴儿的时候组成火星外壳的部分岩石。

在地球上,能够固定二氧化碳并将无机化合物(例如矿物质)转化为能量的生物被称为化营养生物,因此研究团队将其视为可能生活在火星上的生物。

米洛耶维奇说:“我们可以假设,在这颗红色星球的早期,生命形式类似于化石营养者。”

他们选择的微生物是景天金属菌,一种在热的酸性火山泉中发现的嗜热古生细菌。将其放在生物反应器中的火星矿物上,该生物反应器经过仔细加热,并充入空气和二氧化碳。该团队使用显微镜观察了细胞的生长。

它们确实做到了成长——留下的“黑美人”地面物质使科学家们能够观察到微生物如何利用和转化这种物质以构建细胞,并留下了生物矿物质的沉积物。他们使用扫描透射电子显微镜研究了这些沉积物,直至达到原子级。

“微生物生长在火星的地壳材料上,形成了坚固的矿物胶囊,其中包含(复合)铁,锰和铝的磷酸盐。”米洛耶维奇说,“除了细胞表面大量结壳外,我们还观察到胞内形成了非常复杂的性质的晶体沉积物(铁、锰氧化物、混合锰硅酸盐)。这是诺亚河火星角砾岩上生长的独特特征,我们在陆地矿物源和石质软骨陨石上进行培养时,以前没有观察到这种微生物。”

这可能为寻找火星上的远古生物提供了一些宝贵的数据。上周抵达红色星球的毅力号火星车将专门寻找这种生物标记。现在,天体生物学家已经知道了景天穆巴拉克晶体的沉积物是什么样子,他们可能会发现,在“毅力号”的样本中更容易识别出可能相似的东西。

研究人员说,这项研究还强调了使用真实的火星样本进行此类研究有多么重要。尽管我们已经模拟了火星的变石,并且火星陨石很少见,但我们可以通过使用真实的东西获得宝贵的见识。

“毅力号”计划的一部分任务是收集火星岩石样本,希望在未来十年内返回地球。科学家肯定会要这些尘埃,但我们毫不怀疑,某些微生物将专门用于极端微生物的研究。

米洛耶维奇说:“对‘黑美人’和其他类似的‘宇宙之花’进行的天体生物学研究可以为分析返回的火星样本提供无价的知识,以便评估其潜在的生物起源。”

该研究已发表在《通信地球与环境》上。

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