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匹配的离子强度溶液在具有匹配离子强度的不同离子组成中研究生长参数 ， 以检验单独使用离子强度可用于预测流体可居住性的假设 。 如果这个假设得到支持 ， 那么我们预计对于任何给定的生物体 ， 在匹配离子强度的盐之间的生长参数不会有显着差异 ， 不能单独使用匹配的离子强度来预测生长参数 。 然而 ， 当在匹配离子强度下生长参数的差异也考虑到水分活度时 ， 就会出现重要的模式 。
当比较氯化镁和硫酸镁时 ， 除了一个实例之外 ， 氯化镁更有害的影响解释了所有显着差异的实例 。 与硫酸镁相比 ， 在此离子强度下 ， 氯化镁溶液具有较低的活性 ， 当氯化钠与硫酸镁进行比较时 ， 在所有情况下 ， 具有较低水分活度的氯化钠的显着差异更有害 。
同样 ， 在比较硫酸镁和亚硫酸钠4时 ， 亚硫酸钠4的不利影响更大 ， 对氯化钠和亚硫酸钠4的比较表明 ， 在所有情况下 ， 显着差异是由氯化钠中较低的水分活度的更不利影响造成的 。 然而 ， 离子强度和水活度的组合并不能解释所有行为 。 有许多离子强度匹配的实例 ， 但在比较具有不同水分活度的盐时 ， 在生长参数上没有观察到显着差异 。 此外 ， 当比较具有匹配离子强度和相似水活性的盐时 ， 在生长参数上观察到显着差异 ， 其中两种盐都涉及造成有害影响 。
在某些组合中 ， 生物体在所比较的两种盐中都没有生长 ， 然而 ， 在生长参数存在显着差异或生长在一种盐中而不是另一种盐中消除的所有情况下 ， 具有较低水分活度的盐更有害 。 唯一的例外是氯化镁和亚硫酸钠4之间的比较 ， 它们具有相同的水活度和离子强度 。 当比较这两种盐时 ， 亚硫酸钠4阻止了枯草芽孢杆菌的生长 ， 而氯化镁阻止了大肠杆菌的生长 ， 表明了生物体特异性效应 。
研究微生物对不同离子的反应对于了解陆地水环境的可居住性 ， 和地外环境的潜在可居住性具有重要意义 。 研究不同盐溶液的可居住性的一种方法是尝试根据提出的天然成分创建逼真的模拟溶液 。 然而 ， 在地外水环境的情况下 ， 海洋的组成受到的限制很差 。 科研人员采用的另一种方法是在更系统和简化的一组确定的水性组合物中 ， 检查主要离子及其组合对生物体的影响 。 然后可以辨别可能影响可居住性的基本物理和化学参数 。 特别是 ， 通过研究不适应高浓度特定离子的生物体 ， 可以更好地梳理和研究给定化学系统中离子之间的相互作用 。
这提供了一个洞察生命的基本挑战可能是什么 ， 然后可以通过特定的生化适应来解决 。 在我们进行的研究中 ， 确实出现了广泛的一般模式 。 在高水分活度下 ， 盐通常更稀 ， 不同盐对倍增时间的影响通常不显着 。 然而 ， 随着水分活度的降低 ， 匹配水分活度的盐之间的差异会加剧 ， 这表明仅使用水分活度可以预测生长参数趋势的假设不被支持 。
此外 ， 当仅考虑水分活度时 ， 不同盐之间没有明确的模式 。 与水分活度相似 ， 匹配的离子强度也表现出盐之间的差异 ， 表明离子强度可以单独预测离子对生长参数的影响的假设被拒绝 。 然而 ， 当也考虑水分活度时 ， 就会出现清晰的模式 。 当比较具有匹配离子强度的盐时 ， 具有较低水活度的盐通常具有更有害的影响 。 在高离子强度下 ， 盐之间的水分活度差异几乎解释了一种盐比另一种盐更有害的所有情况 。 例外的是氯化镁和亚硫酸钠4之间的比较 ， 它们也有相似的水活动 。 在这种情况下 ， 两种盐在不同的生长参数中都造成了更多的有害影响 ， 这是生物体特异性的 。
【研究微生物对不同离子的反应对于人类有重要意义】这些结果表明 ， 离子强度和水活度的结合可以解释观察到的许多一般模式 。 离子强度的重要作用与其他研究一致 。 尽管在大多数以单价为主的溶液中 ， 离子强度不被认为是寿命的限制 ， 但在具有二价和三价离子的溶液中 ， 离子强度更高 。 在对含有铁、镁和硫酸根离子的模拟火星盐水的可居住性的研究中 ， 发现当水分活度允许生长但离子强度高时会阻止生长 。 这与这里的观察结果一致 ， 即仅水活度并不能可靠地预测生长模式 ， 但是当考虑离子强度时 ， 这两个参数都可以解释生长模式 。
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