火星是一個嚴酷無情的世界。任何過去可能存在的生命，或今天或未來可能存在的生命，都需要在極端的環境壓力下生存。有兩個主要威脅很突出。其中之一是隕石與行星表面碰撞產生的強大衝擊波。另一個是土壤中存在高氯酸鹽。這些是高反應性鹽，可以透過幹擾氫鍵和疏水相互作用等分子結構來破壞基本生物過程，這兩者對於維持蛋白質和其他細胞成分的穩定性至關重要。
為了更了解生命是否能夠承受這種條件，科學家轉向地球上的簡單生物。
為什麼科學家研究酵母以了解它們的生存
在最近的一項研究中，Borochart I. Rajyaguru 和他的同事使用釀酒酵母（一種研究中常用的酵母）來探索生命如何應對類似火星的壓力。這種生物體已被廣泛研究，因為它與包括人類在內的更複雜的生命形式具有許多基本的生物學特徵。它在先前的實驗中也被送入太空，使其成為研究外星生存的有用模型。
當細胞面臨壓力時，無論是來自極端環境條件或接觸化學物質，它們都會啟動保護反應。一個重要的反應涉及核糖核蛋白（RNP）縮合物的形成。這些是由核糖核酸 (RNA) 和蛋白質組成的暫時結構，有助於保護遺傳物質並調節細胞對壓力的反應。一旦情況改善，這些結構就會分解，正常的細胞活動就會恢復。
RNP 凝縮蛋白的兩種主要類型是應力顆粒和 P 體。兩者都在管理核糖核酸 (RNA) 方面發揮作用，核糖核酸攜帶著製造蛋白質的指令。
模擬火星衝擊波和有毒土壤
為了在實驗室中重現火星條件，研究人員使用了一種名為天體化學高強度激波管（HISTA）的專用設備，該設備位於印度艾哈邁達巴德的物理研究實驗室。這種設置使他們能夠產生類似隕石撞擊火星所產生的衝擊波。
研究團隊將酵母細胞暴露在速度高達 5.6 倍音速的衝擊波中。他們還使用 100 mM 高氯酸鈉 (NaClO4) 測試了高氯酸鹽的影響，該濃度與在火星土壤中測量的濃度相似。
酵母在極端壓力下的生存
儘管條件惡劣，酵母細胞仍存活下來。它們的生長速度減慢，但在衝擊波、高氯酸鹽甚至多種壓力源的作用下仍能存活下來。
為了應對這些挑戰，酵母激活其保護系統。衝擊波導致應力顆粒和P體的形成，而高氯酸鹽僅導致P體的形成。這表明不同類型的壓力可以激活略有不同的細胞反應。
重要的是，經過基因改造，無法製造這些 RNP 縮合物的酵母細胞在相同條件下難以生存。這凸顯了這些保護結構對於承受惡劣環境的重要性。
在類似火星的條件下細胞內部會發生什麼
為了更深入研究，研究人員檢查了酵母轉錄組，即細胞產生的完整核糖核酸 (RNA) 分子。這項分析揭示了 RNA 的某些轉錄本受到了類似火星的條件的破壞，說明了這些壓力對細胞功能的影響有多深遠。
然而，形成 RNP 冷凝物的能力似乎有助於穩定關鍵過程並提高存活率。
這對地球以外的生命意味著什麼？
這些結果表明，簡單的生命形式可能比之前想像的更有彈性。該研究強調了酵母作為模式生物的重要性，並指出 RNP 冷凝物是重要的生存機制。
透過了解細胞如何應對火星等極端條件，科學家可以更好地評估外星生命的可能性。
發布日期: 2026-04-12 08:00:00
來源連結: www.sciencedaily.com
