開創(chuàng)性的研究發(fā)現(xiàn)，地衣在類似火星的惡劣條件下茁壯成長(zhǎng)

地衣是真正的先驅(qū)者，它們將自己安置在如此惡劣的環(huán)境中，以至于被認(rèn)為幾乎是貧瘠的。假以時(shí)日，他們可以為整片石頭、沙子甚至屋頂?shù)於ɑA(chǔ)，轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄻踊纳鷳B(tài)系統(tǒng)。

那么為什么不呢火星?

來自波蘭雅蓋隆大學(xué)的生物學(xué)家團(tuán)隊(duì)和波蘭科學(xué)院在波蘭科學(xué)院空間研究中心內(nèi)進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中對(duì)此進(jìn)行了調(diào)查。他們想知道哪些物理和生化特性可能有助于地衣在類似火星的條件下生存，同時(shí)保持代謝活性。

“我們的研究首次證明，地衣共生中真菌伴侶的代謝在類似于火星表面的環(huán)境中保持活躍?！?/span>說該研究的主要作者是波蘭雅蓋隆大學(xué)的植物學(xué)家 Kaja Skubala。

“這些發(fā)現(xiàn)擴(kuò)大了我們對(duì)模擬火星條件下生物過程的理解，并揭示了水合生物如何響應(yīng)電離輻射——這是火星生存和宜居性最關(guān)鍵的挑戰(zhàn)之一。”

地衣是奇異的結(jié)構(gòu)其中真菌和藻類或藍(lán)藻合作高達(dá)形成一個(gè)群體它們可以在他們自己永遠(yuǎn)無法生存的條件下生存。

他們可以進(jìn)入休眠狀態(tài)當(dāng)困難時(shí)期時(shí)，與水接觸后恢復(fù)活力，再次覓食和生長(zhǎng)。與緩步動(dòng)物有時(shí)棲息在它們的角落和縫隙中它們?cè)诘厍蜃類毫拥臈l件下生存的能力使它們成為外星研究的主要候選者。

因?yàn)檎婢?藻類二重奏從根本上是相互依賴的，所以每種地衣仍然被命名為一個(gè)物種，就好像它是一個(gè)物種一樣。在這個(gè)火星模擬中進(jìn)入的兩個(gè)物種是硬皮、蒼白和球狀麝香 Diploschistes muscorum,以及深色的、分枝狀的、像海藻一樣的斑鳩.

每個(gè)地衣都被輕微的水霧喚醒，然后被放置在真空室中五個(gè)小時(shí)，前兩個(gè)小時(shí)設(shè)置為 18 攝氏度（約 64 華氏度）的火星白天表面溫度，逐漸下降到長(zhǎng)達(dá) 2 小時(shí)的火星夜晚-26 攝氏度。

由 95% 二氧化碳組成的氣體被泵入儲(chǔ)罐中，以模擬地面的火星大氣，濕度從極度干旱的 8% 到 32% 不等。壓力被設(shè)定為非常低的 5 到 7 毫巴，比地球大氣層在海平面的壓力低 1000 多毫巴。

地衣如何應(yīng)對(duì)火星水平的紫外線輻射和其他惡劣條件已經(jīng)研究廣闊地，因此 Skubala 和團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)而專注于 X 射線的電離能力。

地衣被 50 灰劑量的 X 射線輻射擊中，這與火星表面一年內(nèi)通過高能太陽粒子和耀斑所能接收到的輻射相當(dāng)。這顆紅色星球的大氣層很薄，沒有全球磁場(chǎng);保護(hù)我們地球人免受太陽沖擊的兩個(gè)因素。

只有一種物種在這些條件下存活下來：麝香石楠.研究人員認(rèn)為，它沉重的外殼，內(nèi)外都帶有草酸鈣晶體，可能保護(hù)它免受輻射損傷。

“雖然草酸鈣的原子序數(shù)相對(duì)較低，這使得它在吸收 X 射線方面不如較重的元素有效，但 [地衣] 表面上致密的晶體沉積物可以讓鈣原子與低能 X 射線相互作用，吸收其部分能量，”作者寫.

其他物種C. aculeata /雖然確實(shí)如此，但情況并不好因其生存能力而被選中極端地球環(huán)境在北極和南極.

科學(xué)家們知道，使這種地衣呈深棕色到黑色的黑色素可以保護(hù)它免受火星肆無忌憚的曬傷，因?yàn)檫@種著色可以過濾 UVB 和 UVA 光譜中的輻射。但黑色素也是一種強(qiáng)大的抗氧化劑，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這可能有助于它抵御電離輻射。

還C. aculeata 蟈經(jīng)歷了 X 射線的高水平應(yīng)力，表現(xiàn)為膜受損、酶失效和過氧化氫積聚。值得注意的是，這種地衣不含草酸鈣，這可能是火星生存的決定性因素。

當(dāng)然，無論我們是否應(yīng)該將新物種引入未知環(huán)境以實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)是另一個(gè)問題 - 第一我們?nèi)祟?/a>并不完全有最佳業(yè)績(jī)記錄跟。

如果有可能的話：像這樣的模擬只是對(duì)這顆紅色星球嚴(yán)酷現(xiàn)實(shí)的一小部分體驗(yàn)。

“最終，這項(xiàng)研究加深了我們對(duì)地衣適應(yīng)及其在外星環(huán)境中定植的潛力的了解，”斯庫(kù)巴拉說.

這項(xiàng)研究發(fā)表在IMA 真菌.

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