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生命是否能在行星间“旅行”?
这被称为 “泛种论”的假说一直激发着人类对宇宙和地球生命起源的无限遐想。
其中提到,生命可能附着在岩石上,然后通过小行星撞击,从一个星球“飞”到另一个星球。
但关键是: 在撞击和抛射的极端过程中,生命真能存活下来吗?
最近,一项发表在《PNAS Nexus》上的研究,为这个猜想提供了强有力的实验支持。
科学家们用“地表最强”微生物—— 耐辐射奇球菌进行了实验,模拟火星遭受撞击后,岩石被抛射进太空的物理过程。
模拟撞击:压力高达2.4万个大气压
研究团队设计了一种名为“压力-剪切平板冲击”的实验方法,他们将含有耐辐射奇球菌的样本夹在两块金属板之间,然后用第三块板以特定角度和速度进行撞击,从而在微秒级时间内,对细菌施加可控且均匀的瞬态高压。
展开剩余72%为了模拟火星岩石被撞击抛射时,内部所经历的典型压力范围,实验中施加的压力最高达到了 2.4GPa,相当于2.4万个标准大气压,远超地球海洋最深处压力20多倍。
超乎想象的存活率
在相当于火星岩石抛射压力的最低(1.4GPa)冲击下,耐辐射奇球菌的存活率高达95%以上。但即便压力升至2.4GPa,仍有约60%的存活率,这个实验结果相当令人意外。
而在相同压力下,大肠杆菌等其他微生物的存活率往往连1%都不到。
为什么它能如此“耐压”?
通过电子显微镜观察发现,在2.4GPa压力下,部分细胞出现了膜破裂和内部结构损伤,这也是导致存活率下降的原因,但更多的细胞还是保持了完整形态。
进一步基因分析发现,在承受2.4GPa高压后, 细菌的基因表达发生了显著变化,特别是与细胞包膜应激反应、DNA修复和铁离子转运相关的基因被大量激活,这表明,耐辐射奇球菌不仅能扛住极端冲击,还能迅速启动一套复杂的分子修复机制来应对损伤。
对“泛种论”及太空探索的启示
耐辐射奇球菌早已被证明能耐受太空的辐射、真空和低温,如今, 它的抗冲击能力也得到了验证。 这意味着如果火星曾存在过与耐辐射奇球菌类似的微生物,那它们搭乘陨石“便车”进行星际旅行的可能性比我们之前认为的要大得多!
这项研究同时也为行星保护和航天器设计提供了新的科学依据。(例如在评估火星采样返回任务的风险时,要考虑微生物在撞击抛射过程中存活的可能性,从而制定更严谨的行星保护方案。)
不过,实验室里再怎么严谨的实验模拟,也无法复刻真实星际之旅。我们可以想象载有生命的岩石在寒冷太空中漫长的漂浮、被宇宙辐射持续的照射、以及进入另个星球大气层时的二次冲击等…有太多未知风险因素。
但这项研究至少告诉我们,生命的极限远比我们想象的更为宽广。在浩瀚宇宙面前,这种顽强的生存意志足以令人心生敬畏。
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