月球和火星土壤中生命能存活嗎？最新天體生物學研究揭秘

中新網北京3月6日電 (記者 孫自法)施普林格·自然旗下開放獲取學術期刊《科學報告》最新同期發表兩篇天體生物學論文，研究人員分別探討了生命在模擬月球土壤(月壤)和火星土壤中的生存能力。

本項研究在多種模擬月壤混合物中生長的鷹嘴豆植株(圖片來自Jessica Atkin)。施普林格·自然 供圖

其中，一項研究顯示，同時使用共生真菌和蠕蟲產生的堆肥處理模擬月壤，可顯著提高鷹嘴豆在該模擬月壤中的繁殖概率；另一項研究表明，某些微生物或能從大氣中吸收足夠水分，在大氣濕度水平與火星表面相當的模擬火星土壤中生長。

據模擬月壤研究論文介紹，月球土壤(專業術語稱月球風化層)因含高濃度鋁、鋅等金屬元素，排水性差且缺乏地球土壤特有的微生物群落，無法支持植物健康生長。盡管前人研究探索過多種改良月壤肥力的方法，但經處理的土壤中培育的植物通常仍會出現生長受阻、葉片黃化等應激癥狀。

本項模擬月壤研究的相關示意圖(圖片來自論文)。施普林格·自然 供圖

在本項研究中，論文第一作者、美國得克薩斯農工大學Jessica Atkin和同事及合作者一起，在模擬月壤樣本中培育鷹嘴豆，并采用兩種處理方式：添加不同濃度的蚯蚓糞肥(由赤子愛勝蚓分解生物廢棄物產生)，同時在每種濃度土壤樣本中接種叢枝菌根真菌(AMF)。在地球環境中，叢枝菌根真菌能增強土壤養分循環能力，減少植物可吸收的潛在有毒金屬含量，并產生有助于土壤固結的蛋白質以減少侵蝕。研究人員隨后測量了鷹嘴豆的結籽量、種子重量、植株高度及根系質量。

結果顯示，僅在同時施用叢枝菌根真菌和蚯蚓糞的樣本中，鷹嘴豆才能開花結籽。與100%商業盆栽土對照組相比，模擬月壤中的處理組種子產量明顯更低。但蚯蚓糞含量25%和50%的處理組與對照組種子的平均重量相當。經叢枝菌根真菌處理的植株干莖根系總質量顯著高于未處理組，表明植株生長狀況改善。

該論文作者據此推斷，地球土壤再生策略在月球環境中具有可行性。他們同時也提醒，所有混入一定比例模擬月壤的植物，相較對照組均呈現應激反應。

在模擬火星土壤的研究中，論文第一作者和通訊作者、英國諾森比亞大學Jyothi Basapathi Raghavendra在蘇格蘭阿伯丁大學期間與同事及合作者一起，針對模擬火星土壤中的微生物生長條件展開探索。在34%大氣濕度(與火星環境相當)的無菌條件下，他們對500毫克模擬土壤進行為期60天的DNA含量監測，結果顯示DNA總量在30天內持續增長，表明土壤原生微生物在惡劣環境中仍能增殖，但至第60天，測得的DNA總量已回落至零。

模擬火星土壤研究的相關圖片(圖片來自論文)。施普林格·自然 供圖

論文作者總結認為，這項研究結果可為確定火星微生物生存條件的相關實驗提供參考依據。