可以吃火星塵埃并制造氧氣的微生物可能是一種很棒的太空寵物

極端微生物是天體生物學(xué)家最喜歡的工具。但它們不僅有助于了解生命可以生存的極端環(huán)境，有時(shí)它們還可以作為實(shí)際工具，在這些極端環(huán)境中創(chuàng)造其他生命所需的材料，例如氧氣。

羅馬大學(xué) Tor Vergata 的 Daniella Billi 最近的一篇論文以預(yù)印本形式發(fā)表在Acta Astronautica，回顧了一個(gè)特定的極端微生物如何同時(shí)扮演有用的測(cè)試對(duì)象和有用工具的角色。

這種極端微生物是一種名為Chroococcidiopsis.不幸的是，生物學(xué)家不像天文學(xué)家那樣喜歡縮短名稱(chēng)，但我們將其稱(chēng)為 Chroo，這樣我就不必反復(fù)復(fù)制和粘貼我可能已經(jīng)拼錯(cuò)了的名字。

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Chroo 原產(chǎn)于沙漠，在亞洲、北美甚至南極洲都發(fā)現(xiàn)了樣本，盡管持續(xù)積雪，但其中大部分實(shí)際上是沙漠。

鑒于其崎嶇的特性，一些研究已經(jīng)研究了 Chroo 的不同方面以及生命如何在其他行星或外太空本身生存的影響。

兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，生物學(xué)和火星EXperiment （BIOMEX） 和聽(tīng)起來(lái)更酷的生物膜生物沖浪空間 （BOSS） 實(shí)驗(yàn)使用了國(guó)際空間站上的將生物暴露于太空環(huán)境 （EXPOSE） 模塊。你可以看出我們肯定回到了太空領(lǐng)域，所有的首字母縮略詞。

基本上，這些實(shí)驗(yàn)將 Chroo 暴露在開(kāi)放空間的嚴(yán)酷環(huán)境中，以觀察它的生存情況。每一次都持續(xù)了大約一年半。

BIOMEX 專(zhuān)注于單個(gè)細(xì)胞，而 BOSS 專(zhuān)注于生物膜。這兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)都指出，紫外線輻射是細(xì)胞的最大殺手，并且都指出，即使是一些基本的保護(hù)也能為其下方的細(xì)胞帶來(lái)巨大的好處。

在 BIOMEX 的案例中，這種保護(hù)是由一層薄薄的巖石或風(fēng)化層提供的，而對(duì)于 BOSS，它以生物膜中細(xì)胞頂層的形式出現(xiàn)，犧牲了自己并成為阻止紫外線到達(dá)較低水平的臨時(shí)保護(hù)層。

也許更令人印象深刻的是，當(dāng) Chroo 在 BIOMEX 實(shí)驗(yàn)后被帶回地球時(shí)，它們被重新水化，因?yàn)樗鼈冊(cè)趯?shí)驗(yàn)前已經(jīng)去除了水。

但科學(xué)家們注意到，他們的DNA修復(fù)機(jī)制能夠修復(fù)他們所遭受的DNA損傷。更令人印象深刻的是，與留在地球上的對(duì)照毒株相比，后代的突變并沒(méi)有增加。

換句話說(shuō)，Chroo 的 DNA 修復(fù)機(jī)制非常有效，以至于它們能夠在沒(méi)有保護(hù)的情況下從一年半的直接空間輻射中恢復(fù)過(guò)來(lái)，并且磨損也不會(huì)變得更糟。

但太空并不是進(jìn)行這些極端微生物實(shí)驗(yàn)的唯一場(chǎng)所。還進(jìn)行了幾項(xiàng)地球測(cè)試。我只能假設(shè)一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是為了創(chuàng)造細(xì)菌綠巨人而設(shè)計(jì)的，它用近 24 kGy 的伽馬輻射噴射了 Chroo 樣本——是人類(lèi)致命量的 2,400 倍。令人驚訝的是，Chroo 幸存下來(lái)，盡管不幸的是他們沒(méi)有變成綠色怪物。

在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中使用了更高水平的伽馬輻射。盡管它最終確實(shí)殺死了 Chroo，但即使在藍(lán)藻死亡后，類(lèi)胡蘿卜素等生物標(biāo)志物仍然可以檢測(cè)到，這使它們成為在火星等地尋找滅絕生命的良好候選者。

進(jìn)一步的地球測(cè)試表明，Chroo 可以在冰凍溫度下生存，就像木衛(wèi)二或土衛(wèi)二上可能發(fā)現(xiàn)的溫度一樣。達(dá)到 -80°C 的溫度時(shí)，細(xì)菌似乎玻璃化，使它們處于休眠的玻璃生命狀態(tài)，一旦條件改善，它們就會(huì)從中醒來(lái)。

但這并不是 Chroo 能做的全部——它可以生活在月球和火星的土壤上，并僅使用它們和光合作用來(lái)產(chǎn)生氧氣。它甚至可以在火星土壤中發(fā)現(xiàn)的高濃度高氯酸鹽中生存下來(lái)，這對(duì)許多地球生命形式來(lái)說(shuō)是一個(gè)棘手的命題，通過(guò)“上調(diào)”其 DNA 修復(fù)基因來(lái)抵消高氯酸鹽造成的損害。

未來(lái)的幾個(gè)任務(wù)希望研究這種極端微生物的其他方面。其中包括 CyanoTechRider，它將觀察微重力如何影響 Chroo 的 DNA 修復(fù)過(guò)程。

另一個(gè)是 BIOSIGN，它將嘗試使用遠(yuǎn)紅外光為 Chroo 提供動(dòng)力，它能夠?qū)⑵溆糜诠夂献饔谩@是藍(lán)藻和更普遍的植物中罕見(jiàn)的能力。該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以為我們了解主要發(fā)射紅外光的 M 矮星周?chē)纳峁┬畔ⅰ?/p>

鑒于這種超級(jí)藍(lán)藻所具有的所有能力，它似乎處于天體生物學(xué)研究的最前沿。也許這意味著有人會(huì)給它起一個(gè)更短、更朗朗上口的名字，這樣我們這些可憐的太空記者就不必每次發(fā)現(xiàn)其他很酷的東西時(shí)都把它寫(xiě)出來(lái)。

本文最初發(fā)表于今日宇宙.閱讀原文.

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