苔蘚孢子在經(jīng)歷283天“太空行走”后存活并萌發(fā)
2022年3月4日，宇航員將2萬個苔蘚孢子鎖在國際空間站外，讓它們在嚴(yán)酷的太空環(huán)境中暴露了283天。之后，他們回收了這些孢子，并通過美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的太空艙將它們帶回地球，以便科學(xué)家嘗試使其萌發(fā)。令人驚訝的是，這些嘗試取得了成功。近日，相關(guān)研究成果發(fā)表于《交叉科學(xué)》。
由一顆在太空中暴露了9個月的孢子生長而成的苔蘚。圖片來源：Tomomichi Fujita
研究團隊成員之一、日本北海道大學(xué)的Tomomichi Fujita表示，苔蘚是最早的陸地植物之一，并以能在南極洲、火山地帶和沙漠等地球上最嚴(yán)酷環(huán)境中定殖而聞名。
“我們想知道苔蘚孢子是否也能在暴露于最極端環(huán)境之一的外太空后存活下來。”他說。
許多研究已經(jīng)模擬了各種苔蘚和其他植物能否在地球之外的環(huán)境中生存，包括火星上可能存在的環(huán)境。但這是研究人員首次測試一種苔蘚是否能應(yīng)對真實的太空環(huán)境。這些孢子來自物種小立碗蘚。
一組留在地球上的對照孢子的萌發(fā)率為97%，另一組暴露于太空但屏蔽了那里存在的破壞性紫外線輻射的孢子，其萌發(fā)率也是如此。
最令人驚訝的是，超過80%完全暴露于太空（包括真空、極端溫度、微重力、紫外線和宇宙輻射）的孢子仍然具有活力，并萌發(fā)成了正常的植株。根據(jù)這些實驗結(jié)果，該團隊預(yù)測，部分孢子有可能在太空中保持活力長達(dá)15年。
“打開樣本的感覺就像解鎖一個生物時間膠囊：生命體在虛空中存活下來，并完全恢復(fù)了功能。”Fujita說。
在部署之前，研究人員已經(jīng)在模擬條件下測試了苔蘚的其他活體部分，例如其絲狀體。他們發(fā)現(xiàn)，苔蘚的其他生命階段在數(shù)天至數(shù)周內(nèi)就會因紫外線輻射、冷凍和加熱、高鹽度和脫水而死亡。
但孢子似乎能夠應(yīng)對所有這些挑戰(zhàn)。這對于被鎖在空間站外的孢子來說尤其令人印象深刻，因為它們同時承受了所有壓力，而基于地球的測試每次只涉及一種壓力源。
Fujita說，包裹著生殖組織的多層孢子壁似乎提供了“抵御太空壓力的被動屏蔽”。
他說，這就像是孢子待在自己的宇宙飛船里一樣。這可能是它們?yōu)榱藨?yīng)對數(shù)億年前生命首次從海洋移居陸地時所存在的惡劣環(huán)境條件而發(fā)展出來的一種適應(yīng)性特征。
“孢子本質(zhì)上是緊湊的生命膠囊——處于休眠狀態(tài)，但當(dāng)條件變得有利時準(zhǔn)備重新激活。”他說，“這就像是進化給它們配備了微小的生存艙，為跨越空間和時間的傳播而建造。”
Fujita說，雖然這項研究無論如何都不能證明地外生命的存在，但它強化了一種觀點，即生命一旦出現(xiàn)，可以具有驚人的韌性。“陸地生命形式能夠忍受類太空環(huán)境的這一事實表明，生命的構(gòu)建模塊可能比我們通常假設(shè)的更為普遍和持久。”
悉尼新南威爾士大學(xué)的David Eldridge表示，真正的考驗不在于孢子返回地球后是否會萌發(fā)，而在于它們是否也能在太空中萌發(fā)。
“關(guān)鍵在于檢查這些類群在太空中的生長速率，看看它們能否繁殖。”他說。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.isci.2025.113827
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