綠化火星有可能 藍綠菌可在火星環境生存

沼澤綠色淤泥,就是大量藍綠集合體。(圖/earth.com)

火星有沒有原生生命仍是個持續研究課題,但平心而論,這個塵土飛揚的紅色星球,確實難以生存。不過新實驗表明,地球上最古老的藍綠菌(cyanobacteria,又名藍綠藻)可以在火星大氣條件下成功生長。或許,要是在未來我們想要移居火星,第一步就是利用藍綠菌把火星給地球化。

科學警報(science alert)報導行星當中,只有金星、地球、火星位在適居區,也就是可能有生物區域。不過金星在幾億年前就因超高的溫室效應而變得超級熱,並且金星的自轉速度又因不明的原因奇慢無比,因此幾乎沒有改造的可能。火星則離的較遠,加上體積小引力小,大氣層只剩下二氧化碳,因此火星呈現死氣沉沉的。

但是相比之下,火星仍然是較有可能改造成適居環境的行星,因此多年以來,科學家一直在考慮可以派出地球上的光合作用造氧生物,使火星的二氧化碳轉變成氧氣,藍綠菌則是最古老,也是最簡單的光合作用生物。

地球上的藍綠菌出現在36億年之前,是最古老的生物之一。生物學家相信,地球的大氣層之所以成爲如今的樣貌,藍綠菌扮演了很大的作用。

然而,火星的大氣環境與地球很大同,它的大氣層太稀薄了,僅是地球大氣壓力的1%,因此液態水也很難在火星表面流淌,壓力過小的情況下,液態水是無法有效存在,冰塊會直接昇華氣體。在這種極爲惡劣的情況下,藍綠菌有辦法存活並擴張嗎?

對此,德國不萊梅大學(University of Bremen)的天體生物學家,賽普里斯·凡塞(Cyprien Verseux)所主持的團隊,就要以實驗來了解藍綠菌是否能在火星環境存在,他們開發了一種名爲Atmos的生物實驗器,其大氣壓調整到地球壓力的10%,也就是火星上的大氣壓力,然後調整氣體的相反,不過他們首先選用的是與火星大氣比例相反的配方,氮含量爲96%,二氧化碳含量爲4%。(真實的火星大氣配方是含量是:二氧化碳96%,氮含量爲4%)

生物實驗器中還加了一些水,這是模擬火星上的融冰,另有火星長石成分土壤,這是在實驗室裡,根據火星探測器所得知的火星土壤成分。該實驗建立了9個,來測試哪一種藍綠菌最可能在火星生存。

研究小組首先選擇了一種會固氮的藍綠菌(Anabaena sp.,PCC 7938),初步測試表明,它們最有可能持續存活。

凡塞博士說:「在這種低壓環境下,藍綠菌仍可以利用在火星土壤裡稀少的水份,來進行光合作用,並且其副產品可用於餵養其他微生物,這是個好的開始。」

雖然前一段曾經讚揚藍綠菌改造了地球的大氣層,但是藍綠菌並不總是擔任友善的基礎生物,事實上,有些藍綠菌的副產物是強大的生物毒素,會毒害水體裡的其他生物,這種情況叫「藻華」,是可怕的水污染。

但是,在環境改造的初期階段,藍綠菌仍是重要的。

科學家們發現,像是魚腥藻這樣的藍綠菌,也能在火星的薄弱氣壓下生長迅速。那麼接下來,爲了評估在火星條件下生長的藍綠菌是否繼續有用,研究人員會將大腸桿菌放入這個環境,如果大腸桿菌可以共生,就表明可以它們可以從藍綠菌那裡獲得糖、氨基酸和其他營養物質

不過,就如前面所述,目前生物實驗器Atmos所裝的模擬火星大氣,並不是真正的火星大氣配方,僅證明了藍綠菌在稀薄空氣中也能存活,尤其是魚腥藻有固氮特性,但是火星大氣層的氮氣沒有那麼多。

但是凡塞博士仍樂觀的認爲,現在選用的藍綠菌不一定是最佳的種類,他們還會繼續其他的實驗,以瞭解藍綠菌是否能在火星上建立起初期的生態環境。