地球上存在各种各样的可居住世界,我们已经确认地球生命可以在富含氢的大气中生存,”地球,大气与行星和科学系的研究员Sara Seager博士说,麻省理工学院物理系和航空航天系。

“考虑到其他世界的生命,并试图找到它时,我们绝对应该将这些行星添加到选项菜单中。”

在数十亿年前的地球早期,大气看上去与我们今天呼吸的空气完全不同。婴儿星球尚未携带氧气,它由多种气体组成,包括二氧化碳,甲烷和一小部分氢气。

氢气在大气中徘徊了数十亿年,直到所谓的“大氧化事件”和氧气逐渐积累。

今天剩余的少量氢气被某些古老的微生物所消耗,包括产甲烷菌,这些微生物生活在极端气候下,例如冰下深处或沙漠土壤中,并吸收氢气和二氧化碳以产生甲烷。 。

科学家通常研究在实验室条件下用80%的氢气生长的产甲烷菌的活性。但是很少有研究探索其他微生物对富氢环境的耐受性。

Seager博士解释说:“我们想证明生命能够生存并且可以在氢气氛中生长。”

西格博士及其同事研究了两种类型的微生物的生存能力-细菌大肠杆菌,一个简单的原核生物,和酵母小号accharomyces酵母在100%氢气的环境中- ,更复杂的真核生物。

在他们的实验中,他们分别培养了酵母和大肠杆菌的培养物,然后将带有微生物的培养物注入到单独的瓶中,装满肉汤或营养丰富的培养物,微生物可以以此为食。

然后,他们将瓶中的富氧空气冲洗掉,并用某种感兴趣的气体(例如100%氢气)填充剩余的顶部空间。

然后,他们将瓶子放在培养箱中,在培养箱中轻轻不断地摇动它们,以促进微生物和养分之间的混合。

每小时,他们从每个瓶子中收集样品并计数活微生物。他们持续采样长达80个小时。

他们的结果代表了一条经典的生长曲线:在试验开始时,微生物的数量迅速增长,以养分为食并培养了细菌。最终,微生物数量趋于稳定。随着新微生物的不断增长,新的微生物不断取代死去的微生物,种群数量仍然保持稳定。

“我们认为结果并不令人惊讶。毕竟,氢气是一种惰性气体,因此对生物没有内在的毒性,”西格博士说。

“这不像我们在顶部空间充满了毒药。但是眼见为实,对吗?如果没有人在氢占主导的环境中研究过它们,尤其是真核生物,那么您将需要进行实验以使其相信。”

“该实验的目的不是显示微生物是否可以依靠氢作为能源。相反,更重要的是要证明100%的氢气氛不会损害或杀死某些生命。”

“我不认为天文学家会想到氢环境中会存在生命。我希望这项研究会鼓励天文学家和生物学家之间的交流,特别是在寻找宜居行星和外星生命的过程中。”