冷凍幹燥的藻類可以從低溫保存中蘇醒，并可以支持宇宙飛船的生命支持系統——太空生物學

　　綠藻物種Hazenia broadyi是從南極洲詹姆斯羅斯島的湖泊中分離出來的。麥克默多幹河谷的凍幹藻類培養物主要由一種與Hazenia物種關系最密切的物種組成。圖片由Linda Nedbalová友情提供，經許可使用。

　　南極洲的麥克默多幹河谷包含了一些地球上最寒冷和最幹燥的沙漠。

　　那裡的環境如此極端，以至于幹燥的山谷被用作火星類似物，以測試未來火星探索的原型設備。為了在這些惡劣的條件下生存，幹燥山谷中的藻類和細菌層在冷凍幹燥的狀态下過冬，在夏天鄰近的冰川融化，水再次流下河道時，它們又會複活。這些藻類非常耐寒，一些科學家認為它們可能非常适合太空飛行的惡劣條件，在那裡它們可以從空氣中吸收二氧化碳，産生氧氣，并為宇航員提供食物。

　　藻類的休眠周期和再生的循環引起了艾米麗·馬圖拉（Emily Matula）的注意，當研究開始的時候，艾米麗·馬圖拉是科羅拉多大學博爾德分校的生物天文學博士生。

　　“我有興趣看看我們如何在航天系統中潛在地使用這些适應這些極端環境的不同藻類物種，”馬圖拉說。

　　這引發了與南極研究員黛安·麥克奈特（Diane McKnight）的合作。研究人員使用DNA測序來表征在麥克默多幹谷融水溪流中生長成團的綠藻物種。12月12日星期一，馬圖拉和麥克耐特在AGU的秋季會議上展示他們對組成這些團狀的藻類和細菌種類的發現。

　　太空藻類

　　航天器工程師對利用藻類關閉航天器的碳循環很感興趣:藻類可以産生氧氣，并将宇航員呼吸的二氧化碳轉化為生物物質，然後宇航員食用并呼吸回二氧化碳。閉環航天器不需要從地球獲得補給，這将增加人類在太空旅行的距離和時間。根據Matula的說法，目前用于為航天器乘員維持艙内溫度的同一水管可以通過生長藻類和調節溫度來發揮雙重作用。

　　管道中巨大的日常溫度波動為大多數藻類造成了惡劣的條件，這是在航天器上使用管道培養藻類時要克服的最大挑戰。

　　“當然，我們有現成的‘實驗室老鼠’藻類，但當你将它們暴露在更極端的環境中時，它們中的大多數都會受到壓力或死亡，”馬圖拉說。“因此，如果藻類将暴露在太空旅行的極端環境中，你可能希望有一種更好的物種能夠生存。”

　　Matula和McKnight認為生長在麥克默多幹河谷團子上的綠藻可能就是太空探險者正在尋找的藻類。麥克奈特說，這些綠藻非常适應類似于航天器管道中發現的巨大溫度波動，在一個夏天的一天内從4攝氏度(39.2華氏度)到15攝氏度(59華氏度)波動。

　　但并不是所有的藻類都同樣靈活，所以為了找到最适合太空飛行條件的藻類，馬圖拉和麥克奈特需要知道在這些耐寒的綠色團簇狀物上生活着什麼。

　　“我們不知道哪條小溪是找到最适應溫度波動的綠藻的最佳小溪，也不知道不同小溪的團簇狀物有什麼不同，”麥克奈特說。

　　為了表征綠墊中的藻類物種，Matula和McKnight對最初從幹旱山谷的八條融水溪流中收集的活性綠藻進行了DNA測序。他們還嘗試在與他們的“實驗鼠”藻類相同的實驗室條件下培養一種南極藻類，這樣他們就可以比較不同物種承受航天器溫度控制管道典型溫度波動的能力。

　　根據McKnight的說法，她的團隊仍在努力确定不同溪流之間的藻類群落如何變化，以及它們與實驗室培養中發展的藻類群落相比如何。麥克奈特确實分享了一個明确的初步發現:他們的培養物主要是一小群藻類，這些藻類以前在其他南極環境中觀察過。在實驗室中培養南極藻類物種是研究小組更好地了解南極藻類如何忍受日常和季節周期波動溫度的起點。

　　該團隊正在計劃進一步的實驗，以确定研究的溪流之間的藻類群落如何變化，它們的藻類從低溫保存中恢複的速度有多快，以及如何在航天器的環境中優化藻類生長。

　　天體生物學

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