月球和火星土壤中生命能存活吗？最新天体生物学研究揭秘

中新网北京3月6日电 (记者 孙自法)施普林格·自然旗下开放获取学术期刊《科学报告》最新同期发表两篇天体生物学论文，研究人员分别探讨了生命在模拟月球土壤(月壤)和火星土壤中的生存能力。

本项研究在多种模拟月壤混合物中生长的鹰嘴豆植株(图片来自Jessica Atkin)。施普林格·自然 供图

其中，一项研究显示，同时使用共生真菌和蠕虫产生的堆肥处理模拟月壤，可显著提高鹰嘴豆在该模拟月壤中的繁殖概率；另一项研究表明，某些微生物或能从大气中吸收足够水分，在大气湿度水平与火星表面相当的模拟火星土壤中生长。

据模拟月壤研究论文介绍，月球土壤(专业术语称月球风化层)因含高浓度铝、锌等金属元素，排水性差且缺乏地球土壤特有的微生物群落，无法支持植物健康生长。尽管前人研究探索过多种改良月壤肥力的方法，但经处理的土壤中培育的植物通常仍会出现生长受阻、叶片黄化等应激症状。

本项模拟月壤研究的相关示意图(图片来自论文)。施普林格·自然 供图

在本项研究中，论文第一作者、美国得克萨斯农工大学Jessica Atkin和同事及合作者一起，在模拟月壤样本中培育鹰嘴豆，并采用两种处理方式：添加不同浓度的蚯蚓粪肥(由赤子爱胜蚓分解生物废弃物产生)，同时在每种浓度土壤样本中接种丛枝菌根真菌(AMF)。在地球环境中，丛枝菌根真菌能增强土壤养分循环能力，减少植物可吸收的潜在有毒金属含量，并产生有助于土壤固结的蛋白质以减少侵蚀。研究人员随后测量了鹰嘴豆的结籽量、种子重量、植株高度及根系质量。

结果显示，仅在同时施用丛枝菌根真菌和蚯蚓粪的样本中，鹰嘴豆才能开花结籽。与100%商业盆栽土对照组相比，模拟月壤中的处理组种子产量明显更低。但蚯蚓粪含量25%和50%的处理组与对照组种子的平均重量相当。经丛枝菌根真菌处理的植株干茎根系总质量显著高于未处理组，表明植株生长状况改善。

该论文作者据此推断，地球土壤再生策略在月球环境中具有可行性。他们同时也提醒，所有混入一定比例模拟月壤的植物，相较对照组均呈现应激反应。

在模拟火星土壤的研究中，论文第一作者和通讯作者、英国诺森比亚大学Jyothi Basapathi Raghavendra在苏格兰阿伯丁大学期间与同事及合作者一起，针对模拟火星土壤中的微生物生长条件展开探索。在34%大气湿度(与火星环境相当)的无菌条件下，他们对500毫克模拟土壤进行为期60天的DNA含量监测，结果显示DNA总量在30天内持续增长，表明土壤原生微生物在恶劣环境中仍能增殖，但至第60天，测得的DNA总量已回落至零。

模拟火星土壤研究的相关图片(图片来自论文)。施普林格·自然 供图

论文作者总结认为，这项研究结果可为确定火星微生物生存条件的相关实验提供参考依据。