中新網(wǎng)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(xué)術(shù)期刊《科學(xué)報告》最新同期發(fā)表兩篇天體生物學(xué)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(chǎn)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(dāng)?shù)哪M火星土壤中生長。
據(jù)模擬月壤研究論文介紹，月球土壤(專業(yè)術(shù)語稱月球風(fēng)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(jīng)處理的土壤中培育的植物通常仍會出現(xiàn)生長受阻、葉片黃化等應(yīng)激癥狀。
本項模擬月壤研究的相關(guān)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(nóng)工大學(xué)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(chǎn)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(huán)境中，叢枝菌根真菌能增強土壤養(yǎng)分循環(huán)能力，減少植物可吸收的潛在有毒金屬含量，并產(chǎn)生有助于土壤固結(jié)的蛋白質(zhì)以減少侵蝕。研究人員隨后測量了鷹嘴豆的結(jié)籽量、種子重量、植株高度及根系質(zhì)量。
結(jié)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(jié)籽。與100%商業(yè)盆栽土對照組相比，模擬月壤中的處理組種子產(chǎn)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(dāng)。經(jīng)叢枝菌根真菌處理的植株干莖根系總質(zhì)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(jù)此推斷，地球土壤再生策略在月球環(huán)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(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)。
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(xué)Jyothi Basapathi Raghavendra在蘇格蘭阿伯丁大學(xué)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(huán)境相當(dāng))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(jiān)測，結(jié)果顯示DNA總量在30天內(nèi)持續(xù)增長，表明土壤原生微生物在惡劣環(huán)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(guān)圖片(圖片來自論文)。施普林格·自然 供圖論文作者總結(jié)認為，這項研究結(jié)果可為確定火星微生物生存條件的相關(guān)實驗提供參考依據(jù)。(完)