或可存活火星的地球微生物：耐辐射球菌居首
硫磺矿的环境严酷恶劣。
死海上的日出。
北京时间2月3日消息，据国外媒体报道，火星不是一个宜居行星，因其距离太阳遥远，所以这里极度寒冷土地贫瘠。天体生物学家猜测，在地球最极端的地区生存的简单单细胞生物，或许能在火星上有一线生机，它们分别是耐辐射球菌、嗜盐球菌和产甲烷菌。科学家对这些微生物的耐辐射能力进行了各种试验和测试，却仍无法确信它们能在火星的极端环境下真正生存下来。
火星的日平均气温大约为零下60摄氏度，在两极冬季气温更是低至零下126摄氏度。此外，稀薄的火星大气表明，这个星球浸淫在摧毁生命的密集射线中。此外，火星大气中没有氧气，95%的大气成分是二氧化碳。然而，科学家相信，在地球最极端地区，如硫磺湖和永冻土中发现的简单单细胞生物，在这颗红色星球上或许能有一线生机。
为了检验这些生物的存活能力，天体生物学家在实验室中模拟火星环境，用大量伽玛射线和紫外线照射它们，并将其冷冻。一些微生物甚至被带到国际空间站进行最后测试。如今，研究人员列出一系列候选微生物名单，它们或能在红色星球上存活，经受住那里的零下气温、真空环境和密集的太阳辐射。那么，这些微生物都长什么样呢？
最有望在火星上生存下来的当属耐辐射球菌，这是迄今为止发现的最能抵抗辐射的生命形态。耐辐射球菌因其坚韧性，又被戏称为“柯南细菌”，它能经受住数千倍致人死亡的电离辐射量。此外，耐辐射球菌还能无惧极低温度。科学家将该微生物置于零下79度的环境中，相当于火星上中纬度气温。同时，他们用伽玛射线长期高强度笼罩耐辐射球菌，模拟其在火星土壤下30厘米深处可能遭受到的辐射。该微生物的极端抗性如此之强，以至于研究人员估测，即使在极端环境下生存120万年，其物种数量的减少量也仅为原来的百万分之一。
矿盐的立方晶体。
位居第二的火星生存者应为嗜盐球菌家族，它们是古细菌的先例。古细菌是一类很特殊的细菌，多生活在极端的生态环境中，可能是行星上最古老的生命形态，早在35-38亿年前就出现在原始的地球上。嗜盐球菌生活在地球上盐份高的地区，如死海。从理论上来说，嗜盐球菌能在火星上生存，因为那里发现了咸卤水和液态盐。在嗜盐球菌家族中，有两种菌Halococcus dombrowskii和Halobacterium sp. NRC-1已被证实，能够在模拟的火星大气中存活。实验显示，它们可以在6倍于大气标准气压，大气成分98%为二氧化碳，以及平均气温为零下60摄氏度的环境中生存6小时以上。此外，在矿盐晶体中发现的存活了百万年的耐盐微生物也证明，它们有望在火星上生存下来。
排名第三的火星生存微生物可能是产甲烷菌，它们无需吸氧，靠氢气和二氧化碳为生，副产品为甲烷。产甲烷菌在自然界中广泛生存，并在极端环境中安家，如温泉、盐池、酸碱湖，以及西伯利亚永冻土。它们还可见于牛的内脏、白蚁以及死亡或腐烂的物质中。天体生物学家对这种永冻土中生存的微生物特别感兴趣，因为北极永冻土与火星地表下的环境非常类似。事实上，最新研究显示，在火星赤道与北极之间的地表下存在着一片巨大的冰块，面积相当于美国加州与德州合起来的大小。产甲烷菌非常适宜火星生活，因为这种简单微生物不需要光、氧，或者有机营养就能存活。在2007年的一次实验中，产甲烷菌被置于模拟火星环境中，最后它们活下来了。
作为德国地球科学研究中心的研究小组负责人，迪克-瓦格纳最新发现，在西伯利亚萨莫伊洛夫岛的永冻土中有一种坚不可摧的产甲烷菌，名为Methanosarcina soligelidi。他称这种微生物为“人类的超级英雄”，因为它能抵抗住最极端的气候环境。在莫伊洛夫岛上，平均日气温为零下14.7摄氏度，有时能降到零下48摄氏度。岛上非常干燥，年降水量仅为190毫米，土壤长年冻结。瓦格纳已经发现，生存在这片永冻土中的微生物和其它产甲烷菌能经受住严寒和脱水环境，而他的超级英雄则几乎是坚不可摧。他用太阳紫外线和电离伽玛射线大量轰击Methanosarcina soligelidi，以测试其生存极限。实验显示，相比另一种产甲烷菌Methanosarcina barkeri，它能抵抗住的紫外线是其13.8倍，电离辐射是其46.6倍。这意味着，它能吸收的辐射水平相当于地球初期环境以及火星当前环境下的辐射量。
冻结的永冻土。
古老海岸上的太古宙叠层石。
那么，问题来了：为什么这些微生物如此坚韧不拔？为什么它们进化到今天，能够抵抗如此高的辐射量，这些辐射量常见于太空和火星环境，却不常见于地球？例如，在永冻土中，背景电离辐射量约为每年2毫克，大致相当于单个脑CT扫描的辐射量，远远低于生活在该环境下的微生物的耐辐射量门槛。一种猜测是微生物古老的年龄。许多耐辐射微生物都是古细菌，它们进化伊始时地球上还没有臭氧层，因此完全暴露于太阳的全紫外线光谱下。那时的太阳辐射比今天强烈多了，因此地球上的一些早期统治者可能需要复制某些生存机制，即使在地球形成臭氧层后这些机制依然存在。然而，多数研究人员认为，生命起源于深海，即使大气中存在臭氧层，在那里辐射几乎都算不上什么问题。
另一个理论是，微生物具备对辐射的抵抗力纯属偶然，是它们适应地球极端环境的结果。瓦格纳解释说：“一般而言，微生物对一种压力耐受，也会对其它压力耐受。耐辐射球菌能抗高强度辐射，因此也能抗干旱，它基于的是相同的机制。”换句话说，所有能在火星上生存的微生物候选者，无论是耐辐射球菌，还是嗜盐球菌和产甲烷菌，都是在其生存环境中进化出这种独特的生存方式，耐辐射能力只是一个副产品。
那么，这些微生物到底是如何保护自已不受辐射伤害呢？一些耐盐微生物仅仅是将自己藏起来，远离太阳紫外线辐射。嗜盐球菌属鳕细胞群聚在一起，形成一层又一层微生物，表层细胞吸收太阳辐射后，深处的细胞就可免于太阳辐射。如果微生物长期自然生活在低氧、高盐的环境中，它们不会窒息。然而，天体生物学家史蒂芬-卢克解释说，这种生存策略仅在对付紫外线时有效，一旦面对电离伽玛辐射就难以奏效，因为伽玛辐射能量大，能够穿透细胞群深入抵达中心。这意味着，火星上的微生物能够藏在土壤或冰下逃避紫外线辐射，却还是难逃电离辐射。另一些微生物则运用了不同的生存方法。辐射能触发活性氧的释放，而活性氧又会损伤诸如蛋白质和DNA等细胞成分。为了对付困难，耐盐古细菌的菌紫红质能够清除活性氧，保护细胞免受损伤。
有害的太阳辐射。
贫瘠的火星地表。
即使辐射和干燥会损伤DNA，许多微生物似乎都能修复这一损伤。一项研究显示，柯南细菌能够利用修复蛋白质缝合断裂的DNA。只要修复系统完备，细菌就能存活。柯南细菌还会变另一个戏法。它的不同染色体上携带多份基因备份，一旦一到两个备份被辐射损伤，细胞就能使用其它基因备份活下来，同时对DNA损伤进行修复。一些微生物在体内细胞中聚集盐份和糖份，以防止自身脱水。这似乎也是通过保护DNA双螺旋结构的完整，防止辐射损伤。然而，盐和糖的作用并不清楚，不过有证据显示，海藻糖的确能提供保护，防止蛋白质和细胞壁在受热或脱水时散开。
尽管如此，卢克和瓦格纳都无法确信，这些微生物能够在今天的火星地表上真正存活，因为那里的环境实在是过于极端，所以即使是地球上最坚不可摧的生命在火星上能否生存也是个未知数。不过，火星地表的早期环境与地球早期环境相似，虽然如今看上去贫瘠干燥，但许多证据显示火星上曾经存在过河流、湖泊和海洋。或许，火星上曾有过生物进化，并随着环境的恶化而逐渐适应。瓦格纳认为：“火星上或许曾存在过生命，它们可能已经灭绝，也可能深深掩藏在火星地壳中。”(彬彬)
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