苔藓是地球上最伟大的地形改造者之一,可以把贫瘠的岩石变成肥沃的土壤,现在一个科学家小组提出,这些非维管植物也可以在火星上做同样的事情。
我们是否应该把生命从地球引入我们的红色邻居是另一个问题 —— 我们在自己的星球上没有很好的记录。
但是,如果我们决定在火星上改造土壤,为我们地球人创造第二个家园是值得的,中国科学院的生态学家李晓爽和他的同事们推出了一个候选者,他们认为它应该能做到这一点。
地球表面曾经极度不适合生命生存,但这并没有阻止一群被称为苔藓植物的生物 —— 今天包括苔藓、苔类和角苔类 —— 从肥沃的安全海洋中挣脱出来,寻找新的视野。
这些陆地开拓者的成功,取决于它们利用和消化从岩石中渗出或流过的营养物质的能力,同时在其他生物会化为尘土的极端恶劣条件下存活下来。但当它们在地球的岩石边界上传播时,它们创造了土壤,这为其他不那么硬核的生命形式逐渐踏上干燥的土地铺平了道路。
这种遗传上的优势继续为世界各地的苔藓提供服务,研究人员认为,我们可以利用它们内在的天赋来殖民火星,为其他不那么耐久的生命形式奠定基础,比如农作物。
与你想象中的甘美森林苔藓不同,与它们的祖先相比,它们的生活相当轻松,“齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)”致力于维护极其节俭的生活方式。 它在中国和美国的沙漠以及帕米尔高原、西藏、中东、南极洲和环极地区的冰山上繁衍生息。
中国西北部的古尔班通古特沙漠是齿肋赤藓的集散地,尽管气温在-40°C到65°C(-40°F到149°F)之间,相对湿度低至1.4%,但这里的齿肋赤藓的生长密度比世界上任何地方都要高。
研究团队对这种苔藓进行了测试 —— 要将齿肋赤藓从它格外广阔的舒适区中赶出来绝非易事。
在实验室中,他们在中国科学院的行星大气模拟设施(PASF)中测试了植物对极端脱水、长时间冷冻(-80°C 3或5年,-196°C 15或30天)、辐射(剂量为500至16000 Gy)和类似火星的条件的反应和恢复情况。
在火星模拟中,植物受到大约650帕斯卡(Pa)的压力,类似于火星上的680-790帕斯卡。夜间温度为-60°C,白天为20°C,相当于火星赤道到中纬度地区的温度。他们还模拟了大气气体成分和紫外线辐射水平,使其更接近火星。
对于齿肋赤藓来说,脱水就像是在公园里散步。在极度寒冷中,它耸耸肩。所有冷冻的植物在解冻后都能再生,在冷冻前脱水的植物比潮湿的植物恢复得快得多。
面对足以致人于死地的50 Gy的辐射水平,齿肋赤藓丝毫不眨眼睛。在500gy时,它的增长甚至似乎加快了。
那些脱水后暴露在类似火星环境中的苔藓,在恢复30天后就能表现得好像什么都没发生过一样。它们的水合同伴则需要更长的时间来恢复,但仍然活了下来。
研究人员写道:“尽管在其他星球上创造自给自足的栖息地还有很长的路要走,但我们证明了齿肋赤藓作为火星上生长的先驱植物的巨大潜力。”
“展望未来,我们希望这种有前途的苔藓可以被带到火星或月球,以进一步测试植物在外太空定居和生长的可能性。”
即使火星上的苔藓被证明是一个可怕的想法,齿肋赤藓即使在经历了如此极端的条件后,也能将完全干旱的土地变成“活皮肤”,这一事实为我们自己的星球上的生命提供了一些希望,这似乎比我们有时所认为的更有弹性。
这项研究发表在《创新》杂志上。
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