人民网乌鲁木齐7月6日电 (记者陈新辉)“这种植物失水98%照样可以活下来,更神奇的是,给它一滴水马上就会复苏。”7月5日,中国科学院新疆生态与地理研究所公布一项重大发现:一种名为“齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)”的沙漠苔藓,在复合多重逆境的火星模拟条件下(650±30 Pa,-60°C ~20°C,95%CO2,多种UV辐射),该藓仍能存活并在恢复适宜环境后再生出新的植株。这也是高等植物在火星模拟条件下存活的首次公开发现。
极端环境生物是生命的奇迹,代表着生命对环境的极限适应能力。中国科学院新疆生态与地理研究所张道远研究员和张元明研究员团队聚焦于沙漠极端环境的“先锋物种”——齿肋赤藓,通过科学实验,首次系统证明该藓能耐受自身98%以上的细胞脱水实现“干而不死”、耐受-196°C超低温速冻实现“冻而不死”、耐受超过5000Gy伽马辐射实现“照而不死”,且能够快速实现复苏、变绿并恢复生长,具有非凡的复原力。
齿肋赤藓是新疆古尔班通古特沙漠生物土壤结皮的优势种,通过保水固沙、促进碳氮循环、改善土壤肥力等改善土壤及大气环境,利于其他荒漠植物的定居及存活。
“这些数据是目前所报道植物可耐受特殊环境的极限,刷新了对极端生物环境耐受性的认知。”张道远研究员在介绍此次研究成果时说,“刘慈欣写的《三体》中,三体人在没水的时候,完全是一个纸片人,有水立马就复苏了,我觉得刘慈欣是很懂科学的。这种极端耐干苔藓也可通过自然演替过程‘改造’环境,进行它的星际拓荒之旅。”
论文作为The Innovation期刊第五卷第四期封面发表。中国科学院新疆生态与地理研究所供图
该研究成果以《The extremotolerant desert moss Syntrichia caninervis is a promising pioneer plant for colonizing extraterrestrial environments》(《耐极端环境的沙漠苔藓——齿肋赤藓,具备外星环境生存能力的首个植物》)为题,7月初作为封面文章发表于国际高影响力期刊The Innovation(IF: 33.2)上,中国科学院新疆生态与地理研究所李小双研究员为论文第一作者,张道远研究员、张元明研究员和匡廷云院士为论文通讯作者。
齿肋赤藓在模拟火星环境下能够存活。中国科学院新疆生态与地理研究所供图
那么,这种苔藓是如何做到“干而不死”“冻而不死”“照而不死”的呢?研究团队发现,齿肋赤藓的叶片重叠,可以减少水分蒸发,叶顶端白色的芒尖还能反射强烈的阳光;芒尖发育结构创新性实现了“自上而下”吸水模式,这是一种极其高效的从大气中集水-输水的智慧装置;在生理和代谢层面,它能够在逆境中进入一种选择性代谢休眠状态,还能在逆境解除后迅速提供恢复所需的能量。
这一发现让李小双及团队开始思考,这种植物在更加极端的环境中,比如火星,是否也能展现出同样的生命力?
该研究团队着眼于齿肋赤藓,探索它在模拟火星环境中的生存和恢复能力。实验结果表明,齿肋赤藓不仅能在极度干燥和低温环境中保持生命力,还能在强辐射和低氧环境中展现出惊人的适应能力。
“这是一项跨越星际的科学探索,更是将科学与梦想相结合,创造未来地外理想新家园的尝试。”李小双认为,齿肋赤藓的这些特性使得荒漠藓成为未来火星绿化和生态系统建设的理想候选植物,可为人类探索外太空、打造宜居星球提供灵感,并为开拓地外新家园提供理想“利器”。
论文图文摘要。中国科学院新疆生态与地理研究所供图
基于齿肋赤藓的极端环境耐受性,该项目团队后续将进一步开展地外星球航空器搭载实验,实时监测微重力及多种电离辐射逆境下该物种的生存响应及适应能力,并解析其生理及分子基础,探寻关键的生命耐受调控密码,为未来齿肋赤藓向外太空拓殖应用奠定基础。
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