人们发现了一种帮助缓步动物在火星上生存的方法:用水冲洗表面是关键。
即使是地球上据说最强壮的生物——缓步动物,也很难在火星上生存。尽管它们能够承受宇宙辐射,但火星风化层(尘埃)本身就含有有毒物质。
在宾夕法尼亚州立大学进行的一项实验中,暴露于模拟火星风化层的实验沙子中的缓步动物在几天内死亡。
然而,他们还发现,用水冲洗沙子可以显著提高存活率:如果能够清理风化层,缓步动物就能生存下来,这对于支持未来在火星上的农业和居住至关重要。
将缓步动物放置在模拟火星风化层的沙子中
火星风化层中的有毒物质会杀死缓步动物。
宾夕法尼亚州立大学的一个研究团队对覆盖火星表面的风化层(尘埃)对生物体的影响进行了详细研究。
实验中,除了标准的“地球上的普通沙子”外,还制备了两种沙子:“MGS-1”,它再现了火星平均风化层的化学成分;以及“OUCM-1”,它更精确地模拟了特定探测地点奥克西亚帕努斯平原的成分。然后将两种缓步动物放入沙子中,并观察它们的生长情况。
全世界已知的缓步动物有 1500 多种,但这次选择的两种是生活在陆地上的坚韧的“Ramazzottius cf. varieornatus”和生活在淡水中的“Dujardin 蝴蝶蝮蛇”(Hypsibius exemplaris)。
水熊虫需要少量水分才能正常活动,因此实验中每种类型的沙子都保持湿润,并观察了这些条件下的进展情况。
查看此图片的大图风化层中的有毒物质会杀死缓步动物。
实验结果表明,在地球上的普通沙子上度过一段时间的缓步动物,包括水熊虫和杜雅尔丹蝴蝶缓步动物,都存活了下来,并且保持健康。
相比之下,被放置在模拟火星风化层的沙子中的那组人则面临着残酷的命运。
在模拟整个火星土壤平均成分的沙子“MGS-1”中,结果极其严重,100% 的杜雅尔丹蝴蝶蝰蛇在短短两天内全部死亡。
即使是生命力极其顽强的缓步动物,在四天后数量也急剧下降,难以生存。
查看此图片的大图使用模拟奥克西亚潘努斯平原的沙子样本 OUCM-1 也获得了类似的结果。
实验开始仅 24 小时(一天)后,大约 60% 的杜雅尔丹蝴蝶蝰蛇死亡,四天后,它们几乎全部灭绝。
水熊虫也受到了类似的损害,四天后的存活率明显降低。
科学已经证明,即使在没有辐射和真空的情况下,火星沙子本身对缓步动物也有致命的毒性。
查看此图片的大图顶部三幅图像展示了缓步动物在地球典型的沙滩环境中茁壮成长的景象。底部四幅图像则展示了缓步动物被置于模拟火星风化层后的状态,箭头指向缓步动物受到沙子中矿物质影响的区域。
用水清洗风化层可以提高存活率
研究团队怀疑火星风化层可能含有溶于水的有害成分。
因此,进行了一项实验,将毒性最强的模拟沙子(MGS-1)用水冲走,然后再次引入缓步动物。
放置在洗净的沙子中的缓步动物,无论是水平翅缓步动物还是杜雅尔丹蝴蝶缓步动物,其寿命都明显更长,并且表现出与放置在地球沙子中的缓步动物相同的活动水平。
这一戏剧性的变化表明,火星风化层中含有水溶性有害物质,这些物质会阻止生命维持,而这些物质只需用水冲洗即可去除。
据预测, 火星地下深处存在液态水,但提取液态水并不容易,实际应用仍面临诸多障碍。
查看此图片的大图清洁过程对于支持未来火星农业和居住的重要性
这一发现对于未来人类在火星上定居、种植植物以及建立生态系统都极其重要。
在火星上获取水极其困难,但通过对火星表层土壤进行清洁和解毒,可以增加将缓步动物等微生物引入沙子中,从而创造健康土壤环境的可能性。
这种风化层的毒性也起到了天然屏障的作用,防止地球微生物无意中污染火星。
研究团队计划进一步确定导致缓步动物死亡的有毒物质。