地表最強「水熊蟲」登陸月球,能存活多久?
地球上生命力最頑強的生物要「定居」月球了?據外媒報道,今年4月,以色列一家私人企業發射的登月探測器在接近月球時發生墜毀,但其上搭載的數千份水熊蟲樣本或有幸著陸月球。不過,和通常人們對於生物在地外空間生存幾率的擔憂不同,得知這個消息的全球網友們卻並不擔心水熊蟲是否能存活,問題只在於時間長短——10年,20年,還是100年?
什麼是水熊蟲?
水熊蟲號稱是地球上生命力最頑強、最堅不可摧的生物,它會被人類發現源於一次偶然。1983年,當一批日本科學家來到南極進行冰川考察時,他們意外遇到了一塊繁衍著非常奇怪生物的苔蘚。苔蘚上毫米大小的生物因為形似泰迪熊和毛毛蟲的結合,被命名為「水熊蟲」(tardigrades,又叫water bears,屬緩行動物門)。研究人員將這塊苔蘚小心翼翼地用紙包起來裝在塑料袋裡,放進-20攝氏度的冷藏室里。沒想到這一放,就是三十幾年。
當研究人員在2014年把這塊被他們遺忘了的苔蘚拿出來解凍時,這數十年的冷凍囚禁彷彿並沒有給這些微小的生物造成影響,它們在一盤瓊脂凝膠上東張西望,然後自顧自地繼續繁殖。研究人員對水熊蟲和其出色的生存能力展開研究後發現,不同品種的水熊蟲面對不同環境具有不同的適應能力。
但需要注意的是,只有當水熊蟲進入一個叫做「隱生」的特殊狀態時,它才可稱得上堅不可摧。水熊蟲擁有低濕隱生、低溫隱生、變滲隱生及缺氧隱生四種隱生狀態,能夠在惡劣環境下停止所有新陳代謝。隱生狀態下,它們把腿縮成一團,把身體里所有的水分都排出體外以保護身體。
在高溫條件下,水熊蟲通過釋放熱蛋白,防止其他蛋白受損。有些水熊蟲則是在身體周圍形成小水泡。這些囊腫就像羽絨服一樣讓它們得以在惡劣環境下存活。在乾燥的條件下,它們會蜷縮成桶狀。背側的甲片層疊在一起,甲片之間的彈性角質層收縮,進入所謂的「小桶狀態(tun)」。在這種狀態下,水熊蟲會將新陳代謝減少99.99%,即使沒有水,即使被冰凍,它們也可以存活幾十年。水熊蟲遍布海洋、土壤,在任何氣候下都能繁衍。這種可怕的適應力讓水熊蟲「稱霸」了地球,甚至還不止地球。
2007年,歐洲航天局(European Space Agency)發射了一顆衛星,上面就載有一些小桶狀態的水熊蟲,並選擇性地將它們暴露在太空真空和宇宙輻射中。十天後,水熊蟲返回地球,研究人員為它們補充水分。值得注意的是,它們中的一小部分在經歷太空真空和宇宙輻射後仍舊存活了下來,成為有史以來第一批在完全暴露的太空中存活的動物。2011年5月,義大利的科學家將水熊蟲與其它微生物送入太空,旅途結束後他們研究證明了微重力和宇宙輻射對水熊蟲的功能影響不大。相關研究還表明,處於「小桶狀態」的水熊蟲可以承受高達每平方英寸87,022.6磅的壓力,相當於是海洋最深處壓力的六倍(大多數細菌和多細胞生物在這種壓力下都會死亡)。
如果一場大災難毀滅了包括人類在內地球上的大部分生命,水熊蟲很可能會存活下來。
為什麼水熊蟲會在月球上出現?
不過,以往的科學實驗都只是帶著水熊蟲去「太空觀光」而已,從未真的將它們徹底放置在星際中,而如今以色列改變了這點。
今年4月,參加2018年谷歌月球X大獎賽(Google Lunar X prize,一場由私人主導研製並將探測器發射到月球表面的國際競賽)的一架由以色列私人贊助研發的月球著陸器「創世紀號」(Beresheet)在月球上墜毀。比賽的目的並不是要執行什麼艱巨的科學任務,只是對月球的磁性進行一些簡單的測試。可惜的是,著陸器由於計算機錯誤墜毀。
但任務並沒有完全失敗。非營利性組織「拱門任務基金會」(Arch Mission Foundation)在飛船上安裝了一個類似圖書館的東西。拱門基金的目標是「維護地球的備份」,並希望在月球上存儲信息「以保證數十億年內我們的文明記錄不會消逝」。「將來我們滅絕之後,如果外星人登陸月球並找到存檔,他們可以了解地球文明,或許還會遺憾我們已經不存在於這個宇宙了。」
該圖書館的一名聯合創始人認為在最理想的情況下,「創世紀號」在撞擊過程中彈出了這個「月球圖書館」,它可能就著陸在墜毀現場附近的某一處。這個「圖書館」被刻在鎳金屬圓盤上,其中幾乎包含了所有的英文維基百科內容、經典書籍副本、人體血液樣本和水熊蟲。如果說地球上有什麼東西可以保存數十億年之久,那就是這些數據。如果有什麼生物能夠存活數十億年,那就是水熊蟲了。這些水熊蟲都被塗上了一層保護性樹脂,就像琥珀保護那些被困在樹脂中死去的昆蟲一樣。
為什麼我們如此好奇生物能否在月球上存活?
月球形成於40多億年前。在這漫長的歲月里,它一直是一個荒涼的沒有生命的地方。人類首次將生命帶到月球是在50年前的阿波羅任務中,當時的生命以微生物的形式隱藏在糞便和其他人類排泄物中。現在,水熊蟲也加入了這個隊列。
如果有一天宇航員決定回去收集水熊蟲,那將是一件非常有趣的事情。因為如果它們能夠在月球表面——一個令人難以置信的嚴酷、受輻射環境下生存的話,我們對生命的生存和發展將會有更進一步的認識。
水熊蟲還可以幫助我們研究生命是否起源於地球的假設。有觀點認為,地球上的生命可能是另一個世界的微生物播下的種子。如果生命能夠在月球上存活,即使處於休眠狀態,這也意味著生命可以在太空深處長時間存活,在行星之間穿梭旅行,在旅途中傳播生命。
行星科學家菲爾·梅澤爾(Phil Metzger)如此提問:「簡單生命體可以像無線電波一樣在宇宙中自然移動,還是需要等待數十億年,直到擁有宇宙飛船的科技物種將其傳播開來呢?」
這是天體生物學中的一個大問題。也許有一天,這些水熊蟲可以幫助我們找到答案。
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