据美国生活科学网站报道,严寒的温度通常会使生物无法生存,但某些微小细菌却可能幸存。最新研究表明,这些细菌能够在类似地球或火星的冰冷环境中存活并复制其DNA分子。根据美国路易斯安那州科学家的实验室研究,一种名为P. cryohalolentis的细菌能够在零下温度下保持新陈代谢活跃,并修复因宇宙射线或辐射原子造成的DNA损伤。这种细菌生活在南极的海冰和永久冻土中。
研究人员选择这种细菌的原因在于它缺乏独特的DNA修复能力。路易斯安那州大学的生物学家布伦特·克里斯特纳(Brent Christner)表示:“我们发现这种细菌并不具备独特的DNA修复能力,但如果它每年能修复10个碱基对DNA分子,就能逐渐抵消电离辐射造成的致命伤害。”
克里斯特纳解释,如果P. cryohalolentis处于潜伏状态而不激活其DNA修复能力,那么在寒冰或辐射环境中经历60万年后,99%的生殖能力将会丧失。他在上周的美国地球物理学协会(AGU)闭幕会议上发表了这项研究。
在实验中,P. cryohalolentis细菌在零下15摄氏度的环境中,平均每天合成90个碱基对DNA分子,并在该环境中存活了400天。这种温度条件略高于火星和地球南极的温度。
克里斯特纳通过评估P. cryohalolentis、大肠杆菌和抗辐射细菌D. radiodurans的长期生存能力,指出这些细菌的DNA修复能力带来的益处。D. radiodurans细菌在上世纪30年代的食物放射性测试中被发现,展现了其顽强的存活能力。当P. cryohalolentis在类似火星表面的冷冻条件下生存时,仍具有修复活性,甚至可能超过处于潜伏状态的D. radiodurans。
然而,克里斯特纳警告,生命评估并未考虑在地球或火星上某些恶劣环境对细菌生存的威胁,例如缺乏食物和水资源。因此,他强调不应将该评估作为细菌在外星环境中生存时间的真实预测,但他更有信心地排除了电离辐射作为细菌生存的限制因素。
目前,这项研究仍使克里斯特纳和同事们疑惑,细菌是否仅修复DNA受损分子,还是随着时间推移同时复制DNA分子,继续增加细菌种群数量。未来将计划新的实验,以揭示促进细菌生存的因素究竟是DNA修复还是复制能力。这项最新研究也同时发表在近期出版的《天体生物学杂志》上。