在火星上种菜,谁可能是先行者


来源:安徽新闻网 作者:安徽新闻 发布时间:2021-07-15 11:05:45


  截7月8日为止,祝融号火星车已经在火星表面工作了54个火星日,行驶里程超过300米,并拍摄了大量珍贵的火星地形照片。看着祝融的成绩,网友们又兴奋又好奇:祝融,快来看看火星上能不能种菜?


  火星上可以种菜吗?现有研究表明,普通菜肴很难,但这种菜肴可能是可能的。


  以前的火星也许可以种菜?


  你对火星有什么印象?


  红土沙漠覆盖,天气干燥寒冷,仿佛一片生命禁区?根据目前的研究,这种印象是对的。


  但是大约40多亿年前,火星的确是一个具有适合生命环境的星球。那时候,火星上曾经有过湖泊和河流,留下了大量的地表水,如河床、冰川遗迹、鹅卵石等,也发现了大约108-48百万年的沉积岩。这说明火星曾经是一颗不折不扣的流水星,为生命的诞生提供了可能。


  与火星流水时代同期,地球上的海洋孕育了生命。38亿年前,地球正处于火山喷发的艰难时期,空气中充满高浓度二氧化碳和二氧化硫,与火星几乎相同。从此,原始生命在热汤般的海洋中萌发。


  蓝藻类是一锅热汤中早的成员之一。在太古代早期,发现了11种丝状蓝藻化石,距今已有33-35亿年,远远超过了当时所知的任何原核生物化石。他们开创了光合自养系统,利用阳光制造有机物,从此形成了生物链的基础;他们还与绿色植物共生,形成了植物的叶绿体,使地球上出现了千姿百态的植物,使地球成为一个可以种植蔬菜的星球。


  由于蓝藻可以在相似的条件下出现在地球上,所以生命可以在火星的起源和繁殖中繁殖。或者,如果地球和火星之间交换生命,当时的火星可能会像现在的地球一样充满活力和美丽。毕竟接种到片麻岩的蓝藻细胞可以在宇宙射线中存活22个月。


  冷却火星失去了种植蔬菜的能力。


  然而,火星体积太小,内部冷却太快,缺乏磁场(至少35亿年前可能会消失)。太阳能质子、银河系和太阳能宇宙射线可以直接冲击火星的表面和次要表面,吹走火星大气,杀死星球上的生命。


在火星上种菜,谁可能是先行者


  火星上的大气层不断减少,温室效应下降,流水全部冻结。38-31亿年前,火星上覆盖着厚冰的湖泊;31-15亿年前,多孔岩石内部还有一些液体水;从15亿年前开始,火星表面的液体水就全部消失了。从那时起,火星上可能存在的生命都是休眠的,或者在辐射下被破坏、死亡和降解的。到目前为止,火星上完全没有水流,已经成为一个死星球。


  就目前的研究而言,火星上没有水,环境恶劣,普通菜肴无法生存,但地球上可能有一些藻类可以在火星上生存,那就是蓝藻。


  大约十亿年前,蓝藻开始登陆。他们被认为是一个移居陆地的生物。据推测,在前寒武纪,海潮间带的蓝藻由于潮湿和枯燥,不时暴露在海水蒸发后剩余的高盐度盐水滴中,甚至完全暴露在空气中,使其演变出许多适应高渗透压和干燥的特点,并获得向干燥的陆地环境迁移的能力。


  对大多数生物来说,失水是致命的,但是有些蓝藻可以进入一种叫做脱水休眠的无代谢状态,以抵御失水的影响。能在极端环境中生存的蓝藻主要由拟甲色球藻(ChroococcidiopsisGeitler1933)和一些相关属组成。他们生活在炎热或寒冷的沙漠中,每年只能湿润几个小时,并且在大部分时间内保持干燥或冻结,但是他们仍然能够适应这种缺水的环境,顽强地生存。


  它们适应脱水的一个关键机制是产生大量富含多糖的薄膜。胞外多糖可以像海绵一样结合水分、稳定酶和其他分子,显著提高蓝藻的脱水耐受性。


  与此同时,含多糖的包膜在吸水过程中形成一层粘液,使蓝藻能粘附在岩石表面,粘附土壤形成结壳,或粘附在岩石表面凹凸不平的地方,以及半透明的多孔岩石和石缝中。水的流失可能会受到土壤硬壳或表面半透明石的阻碍,以保持水的生存时间足够长。他们通常能承受夏季平均57℃的高地表温度,峰值超过60℃;拥有叶绿素-f的蓝藻更能利用其他植物所不能利用的近红外光,使蓝藻能在可深达岩表下数毫米的黑暗环境中进行光合作用。


  生活在多孔或半透明岩石中的蓝藻(绿色部分)可以在极端环境中生存。


  细胞外多糖的产生也可能与蓝藻细胞中积累的海藻糖协同作用:通过替代水分子的位置,海藻糖可以防止细胞膜失水破坏,稳定干燥的蛋白质,同时增加细胞内液体的渗透压力,抵消冻结和高盐度引起的渗透压力。这样蓝藻就可以定居在岩石矿床上,利用岩石潮解:当相对湿度足够高时,岩石晶体和吸收的空气中的水蒸气形成饱和盐水滴,使细胞恢复代谢活动,这是普通蔬菜无法想象的。



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