火星には過酷で容赦のない環境があります。 赤い惑星は、中緯度で平均華氏マイナス 80 度 (摂氏マイナス 63 度) の乾燥した氷のような温度のため、生物が住めないように見えます。 さらに悪いことに、太陽陽子と強力な銀河宇宙放射線が絶え間なく衝突しています 火星.
画期的な調査で、ブライアン・ホフマンとアジェイ・シャルマが率いる研究チームは、 ノースウエスタン大学 火星の表面近くでは、古代のバクテリアがこれまで考えられていたよりもはるかに長く生き残る可能性があることを発見しました。 また、細菌は、太陽陽子や銀河宇宙放射線から保護されているため、埋められたときにかなり長く生き残る可能性があります.
これらの発見は、火星で生命が進化した場合、その生物学的遺物が、ExoMars (Rosalind Franklin ローバー) や地表下 2 メートルから物質を抽出するためのドリルを搭載する Mars Life Explorer などの将来のミッションで明らかになる可能性を高めます。
研究者はまた、いくつかの細菌株が敵対的な攻撃に耐える可能性があることを示しました 火星の気候将来の宇宙飛行士や宇宙旅行者が意図せずに微生物を地球に持ち込む可能性を高めています。
米国保健科学大学 (USU) の病理学教授であり、この研究を主導した米国惑星保護アカデミー委員会のメンバーである Michael Daly 氏は、次のように述べています。 「私たちのモデル生物は、火星の前方汚染と地球の後方汚染の両方のプロキシとして機能しますが、どちらも回避する必要があります。 重要なのは、炭疽菌などの生物学的病原体の脅威が依然として軍事および国土防衛に対する懸念であるため、これらの発見は生物防御にも影響を与えることです。」
ホフマン氏は、 「火星の地球汚染は本質的に永続的であり、数千年の時間枠であると結論付けました。 これは、探すための科学的努力を複雑にする可能性があります 火星の生活. 同様に、微生物が火星で進化した場合、それらは現在まで生き残ることができる可能性があります。 つまり、火星のサンプルが地球を汚染する可能性があるということです。」
彼らの研究のために、科学者は微生物の生命の電離放射線の生存限界を決定することから始めます。 次に、XNUMX 種類の地上のバクテリアと菌類を乾燥させて凍らせたシミュレーションにさらしました。 火星の表面 陽子線またはガンマ線でそれらを爆破しました（宇宙での放射線を模倣するため）。
ホフマン氏は、 「川には流れる水も重要な水もありません。 火星の大気、そのため、細胞と胞子が乾きます。 また、火星の表面温度はドライアイスとほぼ同じであることも知られており、実際に深く凍っています。」
最終的に、科学者たちは、一部の陸生微生物は火星で数億年の地質学的時代に耐えることができると結論付けました。 科学者たちは、XNUMX つの丈夫な微生物、Deinococcus radiodurans、または「バクテリアのコナン」が、厳しい火星の条件を生き残るのに特に適していることを発見しました。 Conan the Bacterium は、極寒で乾燥した環境で膨大な量の放射線を生き延びることで、地球上で何百万年も生きる可能性のある Bacillus 胞子よりも長持ちしました。
科学者たちはサンプルを高線量のガンマ線にさらし、 陽子、微生物が深く埋められた場合に起こることと同様に、火星が直接の地下で経験することと同様に、はるかに低い線量に似ています.
次に、暴露されたバクテリアの細胞内のマンガン抗酸化物質の蓄積が、洗練された分光技術を使用して、ノースウェスタン大学のホフマンのチームによって測定されました。 ホフマンは、微生物またはその胞子が保有するマンガン抗酸化物質の数と、微生物が維持できる放射線量の大きさとの間に相関関係があることを発見しました。 したがって、より多くのマンガン酸化防止剤を使用すると、放射線耐性が向上し、寿命が向上します.
以前の研究で、科学者たちはコナン・ザ・バクテリウムが液体中に保持されている間、25,000単位の放射線（または「灰色」）、または火星の表面のすぐ下で約1.2万年に耐えることができることを発見しました. しかし、最新の研究では、弾力性のあるバクテリウムは、乾燥させ、凍結させ、深く埋めた場合、140,000 グレイの放射線に耐えることができることが発見されました。これは、火星の気候に特徴的な条件です。 人間の致死量はこれの 28,000 倍です。
バクテリアであるコナンは、紫外線を浴びている間、地表で数時間しか生き残ることができませんでしたが、その寿命は火星の地表の直下または日陰に置かれると劇的に改善されます. 火星の地表からわずか 10 センチメートル下に埋もれたコナン ザ バクテリウムの生存期間は 1.5 万年にまで延びます。 そして、10 メートル下に埋められたとき、カボチャ色のバクテリアはなんと 280 億 XNUMX 万年生き残ることができました。
デイリーは言った、 「火星の地下に埋もれた D. radiodurans は、火星で流水が消滅してから推定 2 億年から 2.5 億年の間、休眠状態で生き残ることはできませんでしたが、そのような火星の環境は定期的に変化し、 隕石の衝突. 定期的な融解により、断続的な再増殖と分散が可能になる可能性があることを示唆しています。 また、火星に生命が存在した場合、火星に生存可能な生命体が存在しなくなったとしても、それらの高分子とウイルスははるかに長く生き残るでしょう. これにより、火星で生命が進化したことがあれば、将来のミッションで明らかになる可能性が高くなります。」
ジャーナルリファレンス：
- ウィリアム・H・ホーン、ロバート・P・ヴォルペ 他微生物電離放射線の生存率に対する乾燥と凍結の影響: 火星サンプルリターンに関する考慮事項。 アストロバイオロジー。 DOI： 10.1089/ast.2022.0065
