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等级 B2 – 中高级CEFR B2
6 分钟
310 字
这项发表在 PNAS Nexus 的研究由资深作者 K.T. Ramesh 牵头,使用了来自智利高原的耐极端环境细菌 Deinococcus radiodurans。研究强调该菌厚实的外壳与强大的自我修复能力,使其能够在极低温、干燥和强辐射环境中存活。
为模拟小行星撞击及火星抛出时的条件,研究团队把细菌夹在金属板之间,用气枪发射弹丸撞击,弹丸速度最高达 300 mph。冲击产生的压力介于 1 到 3 Gigapascals(GPa)之间;作对照时指出,马里亚纳海沟底部的压力约为 0.1 GPa。
冲击后检测结果显示:在约 1.4 GPa 的几乎所有试验中细菌都存活;在 2.4 GPa 条件下存活率约为 60%。较低压力的冲击后细胞未见损伤;在更高压力下出现膜破裂和内部损伤。一次实验中,用以固定金属板的钢制装置先于细菌死亡而损坏。
研究者指出,小行星撞击火星时被抛出的碎片可能承受接近 5 GPa 或更高压力,而本实验中微生物在接近 3 GPa 下仍能存活,这支持岩石传播生命(lithopanspermia)的可能性。研究结果对行星保护和带回样品的任务规则有重要影响,团队建议应重新评估与福波斯(Phobos)等邻近天体相关的政策。该项工作由 NASA 的 Planetary Protection 项目资助,并由 Johns Hopkins University 报道。下一步研究将检验反复冲击是否会产生更强韧的细菌群体,以及包括真菌在内的其他生物能否在类似条件下存活。
- 实验地点:实验室撞击模拟
- 主要参数:速度约 300 mph,压力 1–3 GPa
- 关键发现:在 1.4 GPa 下几乎全部存活
难词
- 外壳 — 覆盖细胞外层的保护性结构
- 冲击 — 快速碰撞产生的力和瞬时影响
- 压力 — 单位面积上承受的作用力
- 存活率 — 在某种条件下存活个体的比例
- 模拟 — 在受控条件下复制真实情况
- 行星保护 — 防止地外与地球互相污染的措施
- 岩石传播生命(lithopanspermia) — 生命随行星间岩石传播的假说
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讨论问题
- 如果微生物能在接近 3 GPa 的冲击下存活,这对从月球或火星带回样品的检疫政策可能产生哪些具体影响?请举两个例子并说明理由。
- 研究提到要检验反复冲击是否会产生更强韧的细菌群体。你认为这种可能性会带来哪些潜在风险或伦理问题?请说明你的看法并给出理由。
- 除了细菌以外,研究计划测试真菌等其他生物。你认为哪些生物特性会影响它们在高压冲击下的存活能力?请结合文章内容简要讨论。