礼品代发平台:有一种中国生物,最适宜到火星开拓“生命空间”

  “不吃,不喝,抵御寒冷、炎热、干燥和辐射。还有什么生物比地衣更合适呢?”

  目前,中国登陆火星的计划已经进入倒计时。地衣专家王希望,在未来,青藏高原上的地衣将有机会访问火星,成为人类“移民”的“深水炸弹”,扩大领土

  我们的记者岳薇

  “生命是在火星上发现的,它是地上的衣服——!王老师,过来看看……”王是的研究生,他故意拖着“地衣”这个词向他喊。

  王从办公室快步走到隔壁的实验室,学生们用手指着电脑。王的眼睛睁得大大的,他怎么也想不到一篇他拒绝评论的论文竟然在一份国际期刊上发表了,而且连书名都没改——“火星上的生命:鹰巢里的蘑菇是光合的”。

  火星生命是地衣吗?

  地衣专家:不能下结论

  “火星上有生命吗?蘑菇还是地衣?你是怎么发现的?你为什么拒绝评论这篇可能引起轰动的论文?”我带着一个问号去找王。只有他能解释这一切。

  王是我国著名的地衣专家,中国科学院昆明植物研究所研究员。他研究地衣已有40年,亲手收集了7万多种地衣,并对1000多种地衣进行了分类和鉴定。

  王的电脑旁有三副“眼镜”:老花镜、防辐射镜和放大镜,分别对应印刷、电脑屏幕和地衣。他戴上其中一个,打开电脑上的文件,快速地看了一眼,然后说,“是的,这是当时杂志让我审阅的文件,它没有被修改太多。”

  我们的话题从最引人注目的“火星生命”开始。

  当美国火星探测器机遇号在鹰坑地区执行任务时,在岩层中拍摄了数千张类似蘑菇的照片。这些可疑的“生命”不仅有细茎,还有球形帽,尤其像众所周知的蘑菇形状。这些“生命”聚集在一起,附着在岩石的顶部和侧面,向外突出。

  “看看这个描述,是不是很有趣?这也是学术界认为火星有生命的证据之一。”王试图用通俗易懂的语言向我解释这篇难懂的学术论文。

  这些位于岩层顶部的“生命”是集体定向的,帽子和茎向上倾斜,就像光合作用指向某个光源一样。此外,《机遇》还拍摄了12个从土壤中浮现出来的球形“生命”,而另外11个“生命”显然是在三天无风中长大的。

  “到目前为止,该论文的作者认为这些‘生命’的生长和集体趋光性是行为生物学的标志,并推断地衣、蘑菇、藻类、真菌和其他生物可能已经‘定居’在火星上,并在火星上进行光合作用,这可能会释放氧气!”

  忽然,王想到了一个专业学术词汇领域里的地衣——爪苍衣。“令人难以置信的是,这篇论文的作者竟然认为火星上的这种疑似‘生命’就是地球上的‘爪苍白衣’物种!”

  羊角面包属于钩端螺旋体属,属于地衣的第一个霜冻科。主要分布于中国喜马拉雅地区,是青藏高原的一个常见物种,广泛分布于欧洲。

  说到这里,王停下来,打开他的地衣数据库,找到了青藏高原上羊角的照片。与机遇号拍摄的照片相比,我愣住了。“客观地说,火星表面的这些疣状突起在形状和外观上确实与‘爪形苍白衣服’非常相似。”王一次说一件事。

  国际学术期刊经常使用“同行评议”的方法来评价论文的科学性。对于每一篇投稿,期刊都会尽力将文章发送给同行专家进行评审。作为世界顶级地衣专家,这篇与地衣高度相关的论文,自然被送到王力那里去了。

  总的来说,论文的发表证明了业内人士对论文观点的认同。发表这篇论文的杂志叫做《天体生物学与空之间的科学研究》,影响因子为7,在业界相对权威。这篇论文是由美国和英国的科学家共同完成的。

  《华尔街日报》的总编辑邀请我担任这篇论文的审稿人,但在看了这篇论文和这些照片后,我还是拒绝了王拒绝审阅手稿是出于他自己的原因:“虽然这些火星上的可疑生物与地衣非常相似,但‘图像’不能证明它们是‘是’。我需要看到真实的火星材料来做出判断。如果我只看照片,我会断定火星上有生命。不可靠。”

  王和他的团队有一个明确的观点——目前不可能判断火星上是否有生命,但只有看到真正的火星物质我们才能做出结论。

  地衣通过多次去泰空完成了“极限挑战”

  "我敢于大胆猜测这些火星生命是地衣的原因是有科学依据的。"看到我满脸狐疑,中科院昆明植物研究所地衣博士王(Zoe Wang)主动向我讲述了历史:“欧洲航天局多次将地衣数量提高到0+并实施‘极端挑战’!”

  地衣是一种与真菌和藻类共存的特殊低等生物,由真菌和藻类细胞组成。藻类细胞通过光合作用为真菌提供营养,而菌丝为藻类细胞提供水、无机盐和保护措施。这种“互惠共生”使得地衣在裸露的岩石表面自由生长,而不从基质中获取营养。目前,全世界已知的地衣约有2万种,中国已知的有3041种。

  2005年,欧洲航天局选择了从南极岩石表面采集的两种壳衣,即“地图衣”和“离石黄衣”,将它们直接暴露在致死率极高的宇宙射线中,经受了真空、失重、辐射和剧烈的温度变化等严酷条件。

  半个月后,科学家们发现这些地衣在0+时是“苦、累、饿”的,并且发现它们在24小时内恢复了代谢活动,并且都活了下来!当时,兴奋的欧洲航天局宣布地衣可以在外太空环境中生存15天!人类可以将地衣视为登陆火星的材料!

  2007年,欧洲航天局进行了类似的实验。这一次,他们通过卫星将地衣、蓝细菌和细菌送入太空,使这三种生物一起暴露在宇宙中。十天之后,卫星返回地面,科学家发现只有地衣存活下来,它的子囊孢子可以发芽!

  2014年,欧洲航天局再次启动了地衣漫游计划“太空”。他们把从南极洲收集到的“力士黄色衣服”和“黑色肿瘤衣服”送上天空,并在国际空站进行测试。这一次,他们想把地衣的“旅行”延长到18个月。

  “地衣成为第一个进行长期宇宙环境暴露实验的真核生物!”王说。2015年,当这些地衣回到地球时,科学家发现有两个极端——“离石黄衣”幸存下来,并赢得了“地球上最顽强的生命”的美誉;然而,“黑色肿瘤外壳”是“如此脆弱”,以至于不仅大部分的DNA已经被破坏,而且身体也在迅速退化,生命正在死亡。

  在这个实验中,虽然在太空时地衣的极端生命状态得到了测量,但欧洲航天局不愿意认为所选的“黑色肿瘤外壳”一定有问题,其他地衣在太空时应该能活得更长。

  “从欧洲航天局的实验中,我们可以得出结论,地衣可以在极端环境中生存,如极端寒冷、极端高温、缺氧、极端干燥和强辐射。”王佐伊解释道:首先,地衣是自然界中互惠共生的典范。共生藻类进行光合作用,并为自身和真菌的生长提供必需的碳水化合物;另一方面,地衣型真菌将共生藻类包裹在体内,并通过形成特定结构为它们提供保护。其次,地衣皮层也含有独特的化合物,可以吸收强烈的宇宙射线。因此,地衣可以适应太空空的恶劣环境。

  提到地球的生命史,地衣仅次于首次出现在海洋中的藻类。地衣在6亿年前首次登陆陆地,彻底改变了陆地环境。直到那时,苔藓、蕨类植物和孢子植物才出现在陆地上。

  “地衣为地球上的植物和动物的繁殖创造了一个基本条件,所以我们也称它为一种经验丰富的‘先锋生物’。”王毫不犹豫地称赞地衣的“江湖地位”。

  “它不像高大的树木那样引人注目,也不像奇异的花朵那样绚丽多彩。然而,在从荒地到森林的进化过程中,地衣是在恶劣栖息地“带头”的一种。”王说,在海拔4500米以上的山区、正在消退的冰川、干旱的沙漠中心和动物尸体的骨骼中,肉眼可以看到地衣。它分泌的地衣酸可以抵御附着在岩石上的灰尘和土壤,为其他植物的生长提供条件。当土壤积累足够多的时候,它可以为高等植物提供生根的可能性。

  比“贝勒”无畏禁区好

  地衣是“生存的强者”

  "你看过《荒野求生》吗?"王问我:“主持人贝尔在各种绝望情况下的生存本能显示了人类挑战极限的生存能力。地衣不亚于“贝叶”

  王一直认为地衣这种低等生物拥有人类无法企及的“高等”生存智慧。南极大陆极其寒冷,高原山脉海拔高,辐射强,山谷和沙漠从干热到窒息...人类眼中的“生命禁区”是“地衣天堂”。它能巧妙地从大自然获取水分和阳光,并根据水分和阳光的多少来决定是睡觉还是成长;你戴的是“遮阳伞”还是“防晒霜”?

  ——“南极洲千岁寿星”。

  南极大陆是世界上最冷的地区,年平均温度为-25℃,实测最低温度为-89.6℃。在这样低的温度下,钢会变得像玻璃一样脆;如果你往空里倒一杯水,一块冰晶会掉下来。

  在那里,冰雪会反射大量的太阳辐射,气体稀薄,紫外线强烈,这使得普通植物难以生存,而地衣不怕冷,充满活力。

  “研究表明,地衣可以从升华的冰雪中获取水分,并在冰冻状态下进行光合作用。一些学者测量到地衣在零下17摄氏度时仍然有活跃的数据。”佐伊·王说:“地衣珍惜‘清醒’的时间,在没有冰雪的短时间内,它会与时间赛跑进行光合作用。当它完全被雪覆盖时,它将进入“休眠”模式,身体将自动代谢产生抗冻蛋白来抵御寒冷。”

  植物学家发现南极洲只有850多种植物,其中有350多种地衣。地衣通过孢子繁殖,即使在南极洲极短的夏天,它们也能完成生长和发育。然而,南极地衣生长缓慢,直径10厘米的地衣可能是一个“生日男孩”。

  此外,南极地衣具有强烈的“开拓和奉献”精神。当它们生长时,它们会在环境中积累微量元素,如钾、钙、磷等。地衣不需要这些元素,但是其他植物需要这些元素。“地衣正在为它们的同伴进入南极积累‘材料’。与此同时,地衣一直在分泌地衣酸,侵蚀岩石,将岩石变成土壤,为它们的同伴提供“家园”王说。

  -"沙漠山谷中的忍者"。

  地衣不仅能忍受零下50℃的寒冷,还能忍受60℃的高温。

  缺水?不害怕。在极端干旱的条件下,地衣会变得非常干燥,一旦遇到水,它们可以立即恢复生长。王举例说,在云南金沙江这样的干热河谷,年平均降水量不到50毫米,白天地表最高温度可达60-70℃。此外,随着干热河谷的气候,有燃烧的风。一旦燃烧的风越过边界,气候将变得炎热干燥,就像桑拿浴中的干蒸。

  云贵高原干热河谷土壤层厚,但植被稀少,森林覆盖率不到5%。“但是如果你仔细观察,你会发现一些石头上有黄色、黑色和白色的地衣。尽管它不显眼,但它是少数能在这种环境中生存的生物之一。”王对说道。

  由于地衣表面没有孔隙,在干旱条件下,水分流失的过程将非常缓慢。如果一片叶子留在沙漠中,它可能在几分钟内完全干燥,而地衣需要几个小时才能脱水。一旦失去水分,普通高等植物基本上会渴死,而地衣只需5%的水分就能存活几个月。

  干旱通常伴随着高温,但地衣同样无所畏惧,有些种类甚至可以在60℃下生存三天。“像鱼鳞网一样极其耐旱。有人曾经在沙丘中发现它,并伸出手去触摸它,但是它很热。据估计,当时它的温度已经超过了50摄氏度。”王说。

  如果你不能改变世界,那就改变你自己。为了生存,地衣已经从形态转变为生理结构。他们把生存的“不可能性”变成了“可能性”,把生命的奇迹带到了一片荒原。

  “将来,当地球上的能量耗尽,生命无法存活时,地衣会尽力生活在恶劣的环境中,把腐烂变成神奇的力量,给我们人类带来生命的启迪。”王对说道。

  登陆火星的最佳选择

  -青藏高原的地衣

  “从欧洲航天局不成功的实验来看,我认为它在材料选择上仍然‘失败’。最适合做太空实验甚至登陆火星的地衣可能是生长在青藏高原的变种。”王对说道。

  青藏高原平均海拔超过4000米,被称为“世界屋脊”。那里寒冷缺氧,植被稀少,气候恶劣,但即使在如此极端的环境下,地衣依然繁盛:一块树皮,一块岩石,一英寸的土壤,每一个不同的栖息地都有丰富多彩的地衣群。

  青藏高原上有许多冰川。随着气候变暖,冰川退缩,留下裸露的岩石。在这些岩石表面,最早可见的生物是地衣,尤其是“离石黄衣”和“小孢子衣”。

  王指着实验室里的一块石头,告诉我这块石头来自青藏高原,上面有三种地衣。“这是一件漂亮的黄色外套,它最常见于冰川末端和高海拔地区。它是橙色和放射状的,在远处一眼就能认出来。这是小孢子外壳,以其微小而众多的孢子命名。这是一种地图衣,黄绿色地衣,中间的黑色颗粒由菌丝组成。这种植物每年以不到0.2毫米的速度生长。因此,我们可以通过测量岩石的直径来判断岩石的年龄,这可以用来定年。”

  王是青藏高原上的地衣物种丰富,对地衣的生存能力惊叹不已。他参与了中国第一次和第二次大规模的青藏高原科学研究,并对中国地衣资源进行了40年的调查。在科学研究期间,他总是最早下山,最晚下山,在海拔5000米的山上呆几天。

  "地衣能在青藏高原这样的极端环境中生存,并有自己的智慧."王对说道。

  青藏高原的紫外线可以达到最强的5级。瑞士科学家在《自然》杂志上发表了研究结果,称高剂量的紫外线辐射将导致植物生殖细胞的遗传变异,这意味着紫外线辐射对植物基因的破坏可能会传递给下一代,从长远来看,这将导致植物物种的不稳定性。

  但是地衣不怕这种高强度紫外线的“致命性”。例如,表面呈亮橙色的离石黄衣就是一种蒽醌化合物。这种色素存在于地衣的上表面,可以吸收地衣多余的紫外线,就像给自己涂上一层“防晒霜”。另一个例子是小孢子被,它能在自己的上皮层产生色素,还能抵抗强烈的紫外线“入侵”,就像给自己一个“遮阳伞”。

  “因此,青藏高原上的地衣通常色彩艳丽,但它们都是为了抵御强辐射。这是地衣适应极端环境的象征性进化。”王对说道。

  地衣如何吸收青藏高原生存所需的水分?佐伊·王说:“这和南极洲的地衣水很接近。它能从升华的冰雪中获取水分,并能在冰冻状态下进行光合作用。”

  另外,在青藏高原,随着海拔和生境的变化,地衣的多样性也会发生变化。大多数地衣比其他高等植物对+气体污染更敏感,被认为是环境监测的最佳生物材料。

  目前,中国登陆火星的计划已经进入倒计时。王希望青藏高原上的地衣将来有机会访问火星。

  “不吃,不喝,抵御寒冷、炎热、干燥和辐射。还有什么生物比地衣更合适呢?”王坚信,如果人类将来有移居火星的计划,他们一定会考虑把地球的衣服做成“深度电荷”,让它扩大领地,适应火星的环境,分割火星的岩石,创造最原始的土壤,制造氧气,为其他生物创造生存条件。

  “地衣的力量经常让我叹息。渺小和伟大总是需要辩证地对待。面对自然,人类不能骄傲自大。”这就是王产生的地衣“哲学”。“并不是所有的生物都能像温室里的花草一样享受舒适。为了在恶劣的环境中生存,地衣进化出了其他物种无法想象的耐力,并解释了“适者生存”的法则

  地衣能给我们带来更多的惊喜,拭目以待。

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