一支跨大西洋科学家小组最新研究表明，细菌能够幸存于火星、土卫二、木卫二、冥王星等星球上的盐水化学物中。这将为未来发现神秘地外生命带来希望！
近年来，科学家在木卫二发现表面羽流和地下海洋，在火星表面发现有机物质，在土卫二海洋中发现热液喷口的存在性，这似乎使人类距离发现地外生命更近一步。这样的地外生命必须承受极端环境，之前研究表明许多种类细菌都可以存活在极端条件。
系内远离太阳的星球的液态海洋冰点非常低，因为化学物质和盐可以起到冷冻剂的作用，所以微生物应当生活在温度适宜、生命元素充足的环境中。为了研究微生物生存能力参数，来自柏林工业大学、塔夫斯大学、伦敦帝国理工学院和华盛顿大学的研究人员使用Planococcus halocryophilus细菌进行了测试实验，这种细菌生活在北极永久冻土带。
他们将细菌放置在钠、镁、氧化钙混合物及其高氯酸盐溶液中，高氯酸盐是一种化学化合物，有助于火星夏季表面维持液态水。研究报告作者、柏林科技大学天文和天体物理中心雅各布·海因茨(Jacob Heinz)称，我们的研究已扩大超越了传统的氯化钠，因为火星上有更多的化学物质。
高氯酸盐对生命有毒
由于高氯酸盐在高浓度下是有毒的，研究人员希望确定是否高氯酸盐会抑制细菌生存，以及高氯酸盐的数量和浓度等级会抑制细菌生存能力。事实上，高氯酸盐中细菌幸存率远低于其它所有溶液，尽管在零下30摄氏度的低温条件下，细菌存活率会略高一些。
海因茨解释称，最低冰点降低——溶质将降低溶液融化温度，高氯酸盐占溶液总质量的50%，这比其它氯化物冰点降低浓度要高出许多。考虑到它的毒性，细菌在高氯酸盐溶液中的低存活率并不令人感到惊讶。
这是否意味着火星不再支持微生物存活？海因茨指出，生命仍有可能存活在火星。高氯酸盐的存在并不排除火星或者其它星球上存在生命，百分之十浓度的高氯酸盐溶液中细菌仍然可以生长存活，火星表面土壤高氯酸盐浓度不足1%，但是海因茨表示，溶液中盐浓度与土壤中盐浓度不同。
适应生存
液体高氯酸盐溶液可以被稀释，从而增加细菌生存能力，但是需要保持浓度与温度的平衡性。美国亚利桑那州立大学地球与空间探索分院博士生特丽萨·费希尔(Theresa Fisher)关注微生物生态学和行星可居住性研究，她表示，这项研究结果并不能排除细菌在火星上存活的可能性，事实上，火星表面可能孕育微生物。
特丽萨在接受《天体生物学》杂志记者采访时表示，像智利阿塔卡马沙漠(世界上最干燥环境)和南极部分地区的高氯酸盐含量相对较高。我非常惊奇，如果微生物并未进化出形成处理有毒物质的方法将会怎样？
通常情况下，较寒冷温度促进了微生物的生存能力，但是温度条件并不是“通用型”因素——微生物种类和化学溶液成分将决定微生物生存能力的“最佳点”。研究人员发现氯化钠溶液(NaCl)中的细菌在室温条件下大约两周内就会死亡。在4摄氏度条件下，细菌存活率将增强，一旦温度达到零下15摄氏度，几乎所有的细菌都存活下来。氯化钠溶液的冰点(零下21摄氏度)高于其它盐类物质，镁溶液和氯化钙溶液中的细菌在零下30摄氏度存活率非常高。
海因茨说：“这并不奇怪，因为所有化学反应，包括杀死细菌的反应，在低温条件下都进行得较缓慢。但是在高氯酸盐溶液较低温度条件下，细菌幸存率并不会增强多少，而在氯化钙溶液中较低温度条件下，细菌幸存率可以显著增强。”
结果表明，另外三种传统盐水溶液的细菌存活率也各不相同。在4-25摄氏度条件下，氯化钙(CaCl2)溶液中的细菌存活率低于氯化钠(NaCl)和氯化镁(MgCl2)溶液，但是温度进一步降低，将提高这三种溶液中细菌的存活率。
研究人员对这些细菌进行了多次冷冻/融解循环实验，温度范围在25-50摄氏度之间。海因茨表示，依据火星表面不同位置，将经历一些显著的表面温度变化，以及昼夜和季节性变化。火星表面平均温度大约是零下60摄氏度，两极的温度下降至零下125摄氏度。因此，细菌为了生存下来，必须承受极端温度波动变化。
一般来讲，含盐溶液可以增强冷冻/融解过程中细菌存活率。特丽萨说：“细菌在承压情况下会处于休克状态，它们制造特定的蛋白质，帮助它们调整、生存和应对有害环境。”添加10%浓度的氯化钠会使微生物死亡率从20%降至7%，并增加冻融循环次数，使细菌数量可维持在70-200个之间。当细菌应对极端环境处于休克状态时，能够制造稳定的蛋白质，但是细菌仅能制造一定数量的“休克蛋白质”。
对于细菌在3种不同溶液(氯化钠、氯化镁和氯化钙)中的存活率，一般而言，温度越低，它们存活的时间就越长。
生存与发展
虽然这项研究提供了外星微生物存活的可能性，但是海因茨强调了细菌生存和繁荣发展之间的区别。细菌在某些条件下生存，并不意味着它们真实在生长，目前他正在进行另一项研究工作，确定不同温度条件下，不同盐浓度环境对细菌繁殖的影响程度。
特丽萨肯定地说：“生存与发展具有明确的差别，但是生命仍然令我们感到惊奇，有些细菌不仅能在低温条件下生存，而且还可以进行新陈代谢和繁殖后代。我们应当尽可能公正地提出假设条件，确定微生物需要什么条件才能茁壮成长，而不是仅存活下来。”
科学家探索不同浓度和温度的各种盐溶液，将有助于科学家聚焦搜寻生命形式，或者至少不排除生命存活的可能性，例如：微生物幸存在有毒高氯酸盐溶液中。
同时，其它的变量因素也影响着生命探索发现，例如：细菌有能力抵御辐射或者极端大气压。甚至某些细菌还有一些我们未发现的重要因素，但随着每项研究的开展，我们将获得更多的重要线索。
