提起地球最耐造的生物,你是不是先想到水熊虫?传闻里它煮不死、冻不坏,堪称“地球最强耐造生物”。但最近科学界的发现可能颠覆认知:路边常见的小立碗藓,在国际空间站外真空环境硬抗9个月,返回后仍能发芽。这是不是意味着,我们对生命极限的认知该更新了?
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被“神话”的水熊虫
我们先从水熊虫说起。这货确实有点本事,它不是单一种类,而是缓步动物门的总称,家族成员不少。它们最擅长的是隐生——遇到缺吃少喝或极端环境,就缩成干巴巴的球,新陈代谢降到几乎为零。这种状态下,它们能扛住高剂量辐射、极低温等折磨,这点毋庸置疑。
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但这里要提醒一句,“能活”和“长期在太空生存”是两回事。之前大家总觉得水熊虫扔去太空就能永久存活,其实这个认知有点偏差。科学家为了验证真相,没少折腾它们。
2007年欧洲航天局做过FOTON-M3任务,把脱水的水熊虫送到低地球轨道。实验只持续10天。只接触真空的一组,回来后68%左右都活了,还能正常繁殖,确实有点东西。
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但另一组同时暴露在真空和强紫外线里的,存活率就惨多了,只有极少数幸运儿活了下来。
10天的实验太短,看不出真正极限。于是2011年又开展了EXPOSE-R任务,这次直接把水熊虫挂在国际空间站外,一挂就是534天,差不多一年半。
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这一下,水熊虫的“神话”就有点站不住脚了。没有任何辐射屏蔽的情况下,只有3%的水熊虫撑到最后;就算加了屏蔽,存活率也才勉强到10%。
这么看来,水熊虫在太空里更像个短跑选手——让它撑十天半个月,还能咬牙坚持;要是耗上一年半载,面对无休止的真空和辐射,照样扛不住。
之前以色列“创世纪”号探测器带着水熊虫撞月球,虽说理论上是最长的月球暴露实验,但大概率也是凶多吉少。水熊虫确实强,但强得有时间限制,绝非真正的永生不死。
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半路杀出的“植物界卷王”
就在水熊虫的长周期生存能力露怯的时候,植物界悄悄冒出个狠角色——小立碗藓。
这次研究来自日本北海道大学团队。他们没选完整的苔藓植株,而是用了苔藓的孢子。孢子可以理解成植物的休眠体,本身就是为应对恶劣环境演化来的,外层有层天然的孢子囊,相当于自带防护屏障。
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送孢子上天前,科学家先在地面做了一轮魔鬼测试。把孢子分成几组,分别用紫外线猛照、放进-80℃冰柜、55℃高温箱,还有直接抽真空。
结果让人意外,这些孢子堪称全能战士。真空环境里存活率高达99%;就算真空加紫外线双重折磨,存活率依旧保持99%;只有纯高强度紫外线直射,才把存活率压到27%。
地面数据再漂亮,带队的藤田教授还是没底。他在采访里说得很实在:单一压力或许能扛,但太空里是真空、辐射、温差多重压力叠加,谁也说不准能不能活。
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2022年2月,这些孢子搭乘货运飞船上天,3月被安装到国际空间站外的暴露平台。这一挂就是大半年,中间虽因空间站操作收回过几天,但算下来,它们在太空里实打实暴露了283天,差不多9个多月。
2023年1月,孢子跟着SpaceX飞船返回地球。科学家赶紧放进培养皿培育,结果让所有人都惊喜:经历9个月太空真空、辐射和极端温差,居然有86%的孢子成功发芽,长成了绿油油的苔藓。
对比一组数据就很直观:地面实验室里的对照组孢子,发芽率是97%。也就是说,去太空“渡劫”一圈,小立碗藓的存活率只降了10%左右。
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再回头看水熊虫长周期实验里3%的存活率,小立碗藓这波表现,简直是降维打击。研究团队还建了数学模型推算,按这个损耗速度,这些孢子理论上能在太空存活15年,也就是5600天。这哪里是耐受,简直是把太空当自家后院逛。
为什么我们要费劲寻找这些“太空钉子户”?
你可能会问,费这么大劲研究苔藓和虫子能不能在太空活,到底图啥?难道是想以后在火星种苔藓玩?
还真有点这个意思,但这事儿可比“玩”严肃多了。人类航天技术发展飞快,不管是中国还是其他国家,目光早就不局限于地球轨道。
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月球基地、火星移民,这些计划都在慢慢推进。但人去了外星球,吃什么、呼吸什么?全靠地球运补给,成本高得离谱。我们必须在当地种植物,建立生态循环系统。
可太空环境太恶劣,普通白菜萝卜扔出去,分分钟冻成冰渣或被辐射变异。我们需要找到那些天生皮糙肉厚的生物基因,帮我们改良农作物。
之前的EXPOSE-R任务里,拟南芥和烟草的种子也在太空挂了一年半。结果大概四分之一的种子活了下来,长出来的植株虽然有点营养不良,生长和繁殖能力受损,但它们的下一代又恢复了正常。这说明,植物DNA里藏着很多我们没摸清的生存密码。
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另外还有个有意思的发现,是关于牵牛花种子的。科学家在实验室里用超高剂量紫外线轰击各种种子,拟南芥和烟草的种子早就扛不住了,牵牛花种子却安然无恙。
原因就是牵牛花种皮特别厚,像穿了层重型防护甲。这给了我们一个思路:以后要是在火星种地,是不是可以给农作物种子做基因改造,要么加上牵牛花那样厚的“防护甲”,要么植入小立碗藓那种超强DNA修复机制?
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总结下来的话,这些生物能活下来,核心思路其实是“低消耗休眠”。不管是水熊虫的隐生,还是苔藓孢子的休眠,本质都是极致脱水状态。
这种状态下生命活动几乎停止,外界的辐射、真空很难破坏它们的细胞结构。就像把生命按下暂停键,等环境合适了再按播放键。
这种“微活”状态,或许是生命跨越星际旅行的唯一门票。人类没法像它们那样脱水成干尸,但可以学习它们的生存机制。
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比如日本科学家已经尝试把水熊虫体内一种抗辐射蛋白质的基因,转入人类培养细胞,结果人类细胞的抗辐射能力真的增强了。
现在小立碗藓又给我们上了一课,它的表现证明,只要防护得当,比如那个天然孢子囊,生命在真空中的韧性远超我们想象。
藤田团队下一步打算研究这些苔藓的DNA在太空里受了多少损伤,又是怎么自我修复的。这部分研究成果,未来很可能用在宇航员防护或太空农作物改良上。
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所以别小看这些不起眼的苔藓,它们可是人类探索宇宙的先遣队。从水熊虫到小立碗藓,大自然早就把生存智慧写在了基因里,等着我们去破解。
想想未来火星基地里的蔬菜,可能就带着这些“太空幸存者”的基因,是不是还挺让人期待的?而我们对生命极限的探索,是不是才刚刚揭开一角?
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