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我们能在火星上孕育生命吗?实验显示了在模拟外星土壤中的潜力

生长在各种研究的月壤模拟土壤混合物中的鹰嘴豆植株。有些植物表现出应激的迹象,包括叶片发黄。图:杰西卡“月球与火星”模拟土

生长在各种研究的月壤模拟土壤混合物中的鹰嘴豆植株。有些植物表现出应激的迹象,包括叶片发黄。图:杰西卡

“月球与火星”模拟土壤中生命的生存能力

在《Scientific Reports》发表的两篇论文中,研究者分别探讨了在模拟月球和火星土壤中,微生物与真菌对植物与微生物群落的生存与繁殖影响。

1. 月球土壤的挑战

技术名词:月球土壤即月球表层尘埃(regolith)。

不利条件:富含铝、锌等金属;水分难以渗透;缺乏地球土壤中存在的微生物群落。

现有改良尝试:虽已探索多种改良方法,但处理后植物仍表现出生长受阻、叶片黄化等压力迹象。

2. 研究设计:扁豆(绿豆)在改良月球土壤中的生长

处理方式

细节

作用机制

蚯蚓堆肥(vermicompost)

由红色蚯蚓(Eisenia fetida)分解生物废料产生的堆肥,以 25 % 与 50 % 两浓度添加

供应有机质与微量养分

菌根真菌(AMF)

在上述土壤浓度中,对一半样品进行接种

改善养分循环,减少重金属吸收,分泌结合土壤的蛋白质以降低侵蚀

实验对象:Cicer arietinum(绿豆)

评估指标:种子数量与重量、植株高度、根系与干重。

主要发现

仅在同时接种 AMF 与堆肥的样品中,绿豆才会开花并结种。

与 100 % 商业盆栽土对照组相比,处理后的月球土壤产生的种子数显著降低。

但在 25 % 与 50 % 堆肥处理组中,种子平均重量与对照组相当。

AMF 接种的植株在干重(茎根)方面显著高于未接种组,显示生长提升。

结论:从地球获得的土壤再生策略(堆肥 + 菌根真菌)在月球土壤中可行,但仍需改进,以减少植物的压力表现。

3. 火星土壤中的微生物生存实验

实验条件:500 mg 模拟火星土壤,密闭环境,34 % 大气湿度(与火星相当),温度与光照控制。

时间跨度:60 天。

主要发现

DNA 质量在第 30 天达到峰值,表明土壤中已存在的微生物在严酷环境下仍能生长。

到第 60 天,DNA 质量降至零,暗示微生物最终未能持续生存。

意义:实验结果可为后续火星微生物可居住条件的实验提供参考。

4. 研究意义与展望

月球:通过堆肥与 AMF 的组合,可显著提升改良土壤的植物兼容性,为未来月球栽培与土壤再生计划奠定基础。

火星:揭示微生物在低湿度火星土壤中短期生长的可能性,为评估火星宜居性与生物探测做准备。

未来工作:需进一步优化土壤处理方法,降低植物压力;在火星条件下探索更耐旱、耐辐射的微生物或基因工程改造菌株。

勇编撰自论文"Bioremediation of lunar regolith simulant through mycorrhizal fungi and plant symbioses enables chickpea to seed".Scientific Reports.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。