在探索地外生命生存條件的科研進程中,開放獲取學術期刊《科學報告》近日同期刊載了兩篇具有重要意義的天體生物學論文。研究人員聚焦生命在模擬月球土壤(月壤)和火星土壤中的生存能力展開研究,取得了一系列引人關注的成果。
月球土壤,專業術語為月球風化層,其成分特殊,含有高濃度的鋁、鋅等金屬元素。這種土壤不僅排水性不佳,還缺乏地球土壤中特有的微生物群落,這些因素導致它無法支持植物健康生長。此前,眾多研究嘗試了多種改良月壤肥力的方法,但經過處理的土壤培育出的植物,大多還是會出現生長受阻、葉片黃化等應激癥狀。
此次針對模擬月壤的研究中,科研團隊在模擬月壤樣本里培育鷹嘴豆,并采用了兩種處理方式。一種是添加不同濃度的蚯蚓糞肥,這種糞肥由赤子愛勝蚓分解生物廢棄物產生;另一種是在每種濃度的土壤樣本中接種叢枝菌根真菌(AMF)。在地球環境中,叢枝菌根真菌能夠增強土壤養分循環能力,降低植物可吸收的潛在有毒金屬含量,還能產生有助于土壤固結的蛋白質,減少土壤侵蝕。研究人員隨后對鷹嘴豆的結籽量、種子重量、植株高度以及根系質量進行了測量。
研究結果令人欣喜,僅在同時施用叢枝菌根真菌和蚯蚓糞的樣本中,鷹嘴豆才得以開花結籽。與100%商業盆栽土對照組相比,模擬月壤中的處理組種子產量明顯較低。不過,蚯蚓糞含量25%和50%的處理組,其種子平均重量與對照組相當。而且,經過叢枝菌根真菌處理的植株干莖根系總質量顯著高于未處理組,這表明植株的生長狀況得到了改善。基于此,科研人員推斷,地球土壤再生策略在月球環境中具有一定的可行性。但他們也提醒,所有混入一定比例模擬月壤的植物,相較于對照組都呈現出應激反應。
另一項關于模擬火星土壤的研究同樣備受矚目。科研團隊針對模擬火星土壤中的微生物生長條件展開探索。在34%大氣濕度(與火星環境相當)的無菌條件下,他們對500毫克模擬土壤進行了為期60天的DNA含量監測。結果顯示,在30天內,DNA總量持續增長,這表明土壤原生微生物在如此惡劣的環境中仍能增殖。然而,到第60天時,測得的DNA總量已回落至零。
科研人員總結認為,這項研究結果能夠為確定火星微生物生存條件的相關實驗提供重要的參考依據。






