一項新的研究發現，在火星上發現生命的機會比以前預期得要大。研究人員模擬了火星惡劣的電離輻射條件，以觀察乾燥、冷凍的細菌和真菌能夠存活多久。以前的研究發現”柯南細菌”（Deinococcus radiodurans）可以在火星嚴酷的電離輻射中生存超過一百萬年。一項新的研究打破了這一記錄，發現這種健壯的細菌如果被掩埋，可以生存2.8億年。

這意味著生命的證據可能仍然處於休眠狀態，被埋在火星表面以下。

根據一項新研究的結果揭示，當第一批火星樣本被送回地球時，科學家們應該注意古代沉睡的細菌。

在一項首創的研究中，一個研究小組發現，古代細菌可以在火星上靠近地表的地方生存，時間比以前假設的要長得多。此外，當細菌被掩埋，從而被屏蔽在銀河系宇宙輻射和太陽質子之外時，它們可以生存得更久。

這些發現加強了這樣一種可能性，即如果生命曾經在火星上進化，其生物遺跡可能在未來的任務中被發現。這些未來的任務包括ExoMars（羅莎琳-富蘭克林探測器）和火星生命探測器，後者將攜帶鑽頭從地表下2米處提取材料。

科學家們證明，儘管火星環境惡劣，但某些菌株仍能存活，這也意味著未來的宇航員和太空遊客可能無意中用自己的搭便車細菌污染火星。

這篇論文將於今天（10月25日）發表在《天體生物學》雜誌上。該研究小組包括西北大學的布萊恩-霍夫曼和阿傑-夏爾馬。

Deinococcus radiodurans（又名”柯南細菌”）特別適合在火星的惡劣環境中生存。在實驗中，它可以在冰冷、乾旱的環境中承受了天文數字的輻射。

領導這項研究的美國衛生科學聯合大學（USU）病理學教授、美國國家科學院行星保護委員會成員Michael Daly說：”我們的模型生物可以作為火星前向污染和地球後向污染的代理，這兩種情況都應該避免。重要的是，這些發現也具有生物防禦的意義，因為生物製劑的威脅，如炭疽病，仍然是軍事和國土防禦的關切。”

“我們得出結論，火星上的陸地污染基本上是永久性的–在數千年的時間範圍內，”該研究的高級合著者霍夫曼說。”這可能使尋找火星生命的科學努力複雜化。同樣，如果微生物在火星上進化，它們可能能夠存活到今天。這意味著返回的火星樣本可能會污染地球。”

霍夫曼是西北大學溫伯格文理學院的查爾斯-E.和艾瑪-H.莫里森化學教授和分子生物科學教授。他也是生命過程化學研究所的成員。

模擬火星

火星有一個嚴酷和無情的環境。在中緯度地區平均為華氏零下80度（攝氏零下63度）的干旱和冰凍條件，使這顆紅色星球似乎不適合生命的存在。更糟糕的是。火星還不斷受到強烈的銀河系宇宙輻射和太陽質子的轟擊。

為了探索生命是否能在這些條件下生存，戴利、霍夫曼和他們的合作者首先確定了微生物生命的電離輻射生存極限。然後，他們將六種類型的地球細菌和真菌暴露在模擬的火星表面–它是冰凍和乾燥的–並用伽馬射線或質子（以模擬太空中的輻射）對它們進行電擊。

霍夫曼說：”火星大氣中沒有流動的水或大量的水，所以細胞和孢子會變乾。人們還知道，火星上的表面溫度與乾冰大致相似，所以它確實是深度凍結的。”

最終，研究人員確定，一些陸地微生物有可能在火星上生存數億年的地質時間尺度。事實上，科學家們發現，一種特定的強壯的微生物，Deinococcus radiodurans就特別適合在火星的惡劣條件下生存。在新的實驗中，柯南細菌在冰冷、乾旱的環境中經受住了天文數字的輻射–遠遠超過了可以在地球上生存數百萬年的芽孢桿菌。

激進的輻射

為了測試輻射的影響，研究小組將樣本暴露在大劑量的伽馬射線和質子下–這是火星在近地表接受的典型情況–以及小得多的劑量，如果一個微生物被深埋，就會出現這種情況。

然後，霍夫曼在西北大學的團隊使用一種先進的光譜技術來測量受輻射的微生物細胞中錳抗氧化劑的積累。根據霍夫曼的說法，一個微生物或其孢子能夠存活的輻射劑量的大小與它所含的錳抗氧化劑的數量相關。因此，更多的錳抗氧化劑意味著更多的抗輻射能力–以及更多的增強生存能力。

在早期的研究中，以前的研究人員發現，當柯南細菌懸浮在液體中時，可以在25000單位的輻射中生存，相當於在火星表面以下存在大約120萬年。但是這項新的研究發現，當這種健全的細菌被乾燥、冷凍和深埋時–這將是典型的火星環境–它可以經受14萬格雷的輻射。這一劑量比殺死一個人的劑量大28000倍。

儘管柯南細菌在紫外線照射下只能在地表生存幾個小時，但當它被遮蔽或位於火星表面以下時，它的壽命就會大大增加。埋在火星表面以下僅10厘米處，柯南細菌的生存期增加到150萬年。而且，當埋在10米以下時，這種南瓜色的細菌可以生存高達2.8億年。

展望未來的任務

研究人員發現，這一驚人的生存壯舉部分歸功於該細菌的基因組結構。長期以來的懷疑，研究人員發現，柯南細菌的染色體和質粒連接在一起，使它們保持完美的排列，並準備在強烈的輻射後進行修復。

這意味著，如果一種類似於柯南細菌的微生物在火星上最後一次有水流動的時期進化，那麼它的活體殘骸可能仍然蟄伏在地下深處。

“儘管埋在火星地下的D. radiodurans不可能在火星上流動的水消失後的大約20到25億年內休眠生存，但這樣的火星環境經常被隕石撞擊改變和融化，”Daly說。”我們認為，定期的熔化可能允許間歇性的重新聚居和擴散。另外，如果火星生命曾經存在，即使現在火星上沒有可行的生命體，它們的大分子和病毒也會存活得更多、更久。這加強了這樣的可能性，即如果生命曾經在火星上進化，這將在未來的任務中被揭示出來。”