地球平流层生命是其它星球极端生命的可能性


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平流层中微生物的存在不仅开辟了研究极端微生物的新领域,而且还增加了我们在其他星球上发现的可能环境的范围。这是一项新研究的结论,该研究总结了我们迄今为止对平流层生活的理解。平流层是大气区域,位于我们居住的对流层之上,但它几乎是存在于生命中的一个谜。马里兰大学医学院的微生物学家DasSarma说:当你从一个平坦的窗户飞行时(当你在脚下巡航时,平流层的最低层),你可能不知道,但有许多类型的微生物。

奋进号航天飞机悬浮在地球大气层中,平流层以白色显示。图片:NASA

一般来说,人们不认为微生物是通过空气传播的,但微生物学中有一句谚语:一切都在那里。然而,目前有关于大气生物群落的“罕见研究”。部分问题是在大量空气中,细胞密度非常低。但如果从全球范围来看,这个数字很重要:10 ^ 21是每年进入大气层的细胞数量的当前估计值。然而,所涉及的空间仍然很大:在谈论一个星球的整个气氛时,如何调查它?这必须是具有长时间线的社区活动,最终将产生“平流层微生物图谱”。这样的计划将非常有效,有趣和有价值。这不仅是因为它告诉了我们地球上的生命,还因为它告诉我们细胞如何生存,甚至适应其他星球上的生命。

这对行星保护(防止其他行星暴露于地球上的细菌)和天体生物学产生影响。美国加利福尼亚州NASA艾姆斯研究中心空间生物科学系的高级微生物学家David J.与David J.类似,与地球相似。 Shiladitya DasSarma说:火星的温度,紫外线和干燥与火星非常相似,所以这是一个很好的选择。

哈勃太空望远镜在WASP-33b外行星上发现了一个平流层。生命可能存在于外星人的平流层吗?照片:美国宇航局戈达德

尽管如此,生命仍然生活在地球的高度上。细菌和真菌通常在这种环境中死亡,但那些幸存的细菌和真菌通过一些策略存活下来。例如,孢子的形成是保护遗传物质的有效方法。然而,即使是没有孢子形成的极端微生物也具有保护自身的机制。存在多种应激存活机制,对于紫外线,一些极端分子具有DNA损伤修复机制。其他人有其他更安静的方法,例如极端嗜盐菌,它们可以在非常低的水环境中存活,因为它们的蛋白质被设计成可以容纳少量的水。

如果生命能够在平流层中存活下来,也许生命可以在太空中生存。当谈到在星舰上搭便车的微生物时,我们知道哪些细菌,古细菌或真菌能够存活,就像我们从平流层,寒冷的温度,紫外线辐射等中学到的那样。该因素不会杀死每个细胞。目前,包括美国国家航空航天局(NASA)在内的航天机构的任务是在发射着陆器之前阻止其他行星接触地球上的微生物群落,因此采取预防措施。在大多数情况下,宇宙飞船沉浸在宇宙射线后不太可能会有很多生命。然而,我们从经验中知道地球上的入侵物种是多么顽固 - 地球上到处都有生命存在的理由。

知道火星是一个尘土飞扬的星球,宇宙飞船上覆盖着可能会遮挡一些微生物的尘埃。此外,一些生物浮标(在航天器上存活的微生物数量)嵌入航天器的硬件中,在那里它们受到辐射的保护,大大减少或完全消除了紫外线的影响。只需极少的保护,微生物就可以使用相同的策略在平流层中生存,就像修复受紫外线损伤的DNA或水储存一样,可以远离地球生存。重要的是要记住,生存并不一定意味着繁荣。仅仅因为一个生物可以到达火星并不意味着它能够生存和繁殖。这就是了解更多极端微生物的原因,特别是在地球平流层,这是关键。

相反,在某些时候我们可能希望这些微生物茁壮成长,因为当我们建立人类殖民地时,好的细菌将成为我们的重要伙伴。如果我们想去火星并住在那里,它将带来任何需要在那里生存的微生物和宏。但我们不想带来污染或破坏环境的任何东西。在保护我们在短期内探索的行星时,重要的是要了解在我们之上的平流层中存在硬生物的方式和原因。与此同时,展望未来,这些极端的生命形式将最终帮助我们在其他星球上生存,因为我们会进入银河系。这项工作得到了NASA Astrobiology的体外生物学项目的支持。

博科园 - 科科普|文:Starre Vartan/Space |参考期刊:天体生物学

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奋进号航天飞机悬浮在地球大气层中,平流层以白色显示。图片:NASA

一般来说,人们不认为微生物是通过空气传播的,但微生物学中有一句谚语:一切都在那里。然而,目前有关于大气生物群落的“罕见研究”。部分问题是在大量空气中,细胞密度非常低。但如果从全球范围来看,这个数字很重要:10 ^ 21是每年进入大气层的细胞数量的当前估计值。然而,所涉及的空间仍然很大:在谈论一个星球的整个气氛时,如何调查它?这必须是具有长时间线的社区活动,最终将产生“平流层微生物图谱”。这样的计划将非常有效,有趣和有价值。这不仅是因为它告诉了我们地球上的生命,还因为它告诉我们细胞如何生存,甚至适应其他星球上的生命。

这对行星保护(防止其他行星暴露于地球上的细菌)和天体生物学产生影响。美国加利福尼亚州NASA艾姆斯研究中心空间生物科学系的高级微生物学家David J.与David J.类似,与地球相似。 Shiladitya DasSarma说:火星的温度,紫外线和干燥与火星非常相似,所以这是一个很好的选择。

哈勃太空望远镜在WASP-33b外行星上发现了一个平流层。生命可能存在于外星人的平流层吗?照片:美国宇航局戈达德

尽管如此,生命仍然生活在地球的高度上。细菌和真菌通常在这种环境中死亡,但那些幸存的细菌和真菌通过一些策略存活下来。例如,孢子的形成是保护遗传物质的有效方法。然而,即使是没有孢子形成的极端微生物也具有保护自身的机制。存在多种应激存活机制,对于紫外线,一些极端分子具有DNA损伤修复机制。其他人有其他更安静的方法,例如极端嗜盐菌,它们可以在非常低的水环境中存活,因为它们的蛋白质被设计成可以容纳少量的水。

如果生命能够在平流层中存活下来,也许生命可以在太空中生存。当谈到在星舰上搭便车的微生物时,我们知道哪些细菌,古细菌或真菌能够存活,就像我们从平流层,寒冷的温度,紫外线辐射等中学到的那样。该因素不会杀死每个细胞。目前,包括美国国家航空航天局(NASA)在内的航天机构的任务是在发射着陆器之前阻止其他行星接触地球上的微生物群落,因此采取预防措施。在大多数情况下,宇宙飞船沉浸在宇宙射线后不太可能会有很多生命。然而,我们从经验中知道地球上的入侵物种是多么顽固 - 地球上到处都有生命存在的理由。

知道火星是一个尘土飞扬的星球,宇宙飞船上覆盖着可能会遮挡一些微生物的尘埃。此外,一些生物浮标(在航天器上存活的微生物数量)嵌入航天器的硬件中,在那里它们受到辐射的保护,大大减少或完全消除了紫外线的影响。只需极少的保护,微生物就可以使用相同的策略在平流层中生存,就像修复受紫外线损伤的DNA或水储存一样,可以远离地球生存。重要的是要记住,生存并不一定意味着繁荣。仅仅因为一个生物可以到达火星并不意味着它能够生存和繁殖。这就是了解更多极端微生物的原因,特别是在地球平流层,这是关键。

相反,在某些时候我们可能希望这些微生物茁壮成长,因为当我们建立人类殖民地时,好的细菌将成为我们的重要伙伴。如果我们想去火星并住在那里,它将带来任何需要在那里生存的微生物和宏。但我们不想带来污染或破坏环境的任何东西。在保护我们在短期内探索的行星时,重要的是要了解在我们之上的平流层中存在硬生物的方式和原因。与此同时,展望未来,这些极端的生命形式将最终帮助我们在其他星球上生存,因为我们会进入银河系。这项工作得到了NASA Astrobiology的体外生物学项目的支持。

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