火星并不是我们所知是生活的好地方。虽然夏天的中午在赤道的温度可以高达温和的35°C(95°F)，在冬季极地表面的平均温度为-63°C(-82°F)和可低至-143°C(-226°F)。它的大气压力大约是地球的一半，而且表面受到相当多的辐射。
来自土壤科学学院的研究人员在非常低的温度下研究了耐辐射微生物对伽玛辐射的影响。图片：YONHAP/EPA Read more at: https://phys.org/news/2017-11-biologists-microorganisms-mars.html#jCp
到目前为止，还没有人确定微生物能否在这种极端环境下存活。但多亏了来自莫斯科国立大学(LMSU)的一组研究人员的一项新研究，我们现在可以对微生物所能承受的条件进行限制。因此这项研究对寻找太阳系其他地方的生命，甚至更远的地方都有重要的意义。
这项名为“模拟火星环境下的古北极永久冻土中100 kGy gammag受影响的微生物群落”的研究最近发表在《极端微生物》杂志上。该研究小组由LMSU的Vladimir s . Cheptsov领导，包括来自俄罗斯科学院、圣彼得堡国立综合理工大学、Kurchatov研究所和乌拉尔联邦大学的成员。
1976年6月由维京1号轨道飞行器拍摄的照片，显示火星稀薄的大气和布满灰尘的红色表面。图片版权：NASA/Viking 1
研究小组假设温度和压力条件不是缓和因素，而是辐射。因此他们进行了测试，在模拟的火星风化层内部的微生物群落被辐射。模拟的风化层由含有永久冻土层的沉积岩组成，然后受到低温和低压条件的影响。
正如弗拉基米尔·s·切普索夫(Vladimir s . Cheptsov)在一份LMSU的新闻声明中解释的那样:他是位于罗蒙诺索夫(Lomonosov)的土壤生物学研究所(Lomonosov MSU Department of土壤生物学)的研究生，也是该论文的合著者。
“我们研究了一些物理因素(伽马辐射、低压、低温)对古北极永久冻土层上的微生物群落的共同影响。我们还研究了一种独特的自然形成物——古老的永久冻土层，在大约200万年的时间里没有融化。简而言之，进行了一个模拟实验，该实验涵盖了火星风化层的低温保存条件。同样重要的是研究了高剂量(100 kGy)辐射对原核生物活力的影响，而在之前的研究中，在超过80 kGy的剂量后，没有发现过活的原核生物。
为了模拟火星环境，研究小组使用了一个原始的恒温箱，保持低温和大气压力。然后将这些微生物暴露在不同程度的伽马辐射中。在模拟的火星环境中，微生物群落对温度和压力条件有很高的抵抗力。
火星土壤的图像。图片：NASA/JPL
然而在他们开始对微生物进行辐照后，注意到辐照样品和对照样品之间有一些区别。虽然原核细胞总数和代谢活跃的细菌细胞数量与控制水平保持一致，但辐照菌数量减少了两个数量级，而古菌代谢活跃细胞的数量也减少了3倍。
研究小组还注意到，在暴露的永久冻土层中，细菌的生物多样性很高，而这种细菌在被辐照后经历了显著的结构变化。例如像Arthrobacter这样的actinobacteria种群——在土壤中发现的一种常见的属，并不存在于对照样本中，而是在暴露在细菌群落中占主导地位。
简而言之这些结果表明，火星上的微生物比以前认为的更容易生存。除了能够在低温和低气压下生存，它们还能在表面常见的辐射环境中生存。Cheptsov解释说:
研究结果表明，在火星的风化层中，存在着长期低温保存可行微生物的可能性。火星表面的电离辐射强度为0.05 -0.076 Gy /年，随深度而降低。考虑辐射的强度在火星表层，使人们有可能获得的数据假设假设火星生态系统可以在一个复苏的状态是守恒的表层的风化层(免受紫外线)至少130万年来,两米的深度不少于330万年，和在一个深度5米的至少有2000万年了。所获得的数据也可以用来评估在太阳系的其他物体上和在外太空的小体中探测可行的微生物的可能性。
这项研究意义重大，有多种原因。一方面，作者们首次证明了原核细菌可以在超过80 kGy的辐射下存活，这是以前认为不可能的。还证明尽管存在恶劣的条件，但微生物仍然可以在火星上生存，在永久冻土和土壤中保存。
该研究还表明，考虑到在什么地方以及在什么条件下生物可以存活的情况下，考虑外太空和宇宙因素的重要性。最后但并非最不重要的是，这项研究已经做了一些之前没有的研究，它定义了火星上微生物的辐射抗性的极限——特别是在雷格里特和不同深度的范围内。
这些信息对于未来的火星和太阳系其他地点的任务来说是无价的，甚至可能是对系外行星的研究。了解生活将会蓬勃发展的各种条件将帮助我们决定在哪里寻找它的迹象。在准备其他的任务时，它也会让科学家知道应该避免哪些地方，这样就可以防止当地生态系统受到污染。
