有一种中国生物,最适宜到火星开拓“生命空间”

“不要吃 ,喝,冷,热 ,干燥,辐射 ,还有什么其他生物能比地衣更适合太空  ?”

目前 ,我国的登陆火星计划已进入倒计时。地衣专家王立松希望,未来青藏高原的地衣将有机会前往火星,成为人类“移民”的先驱,并扩大领土

“火星上有生命,是李莉莉 !王老师,过来看看...”王立松的研究生故意拖着“地衣”一词,大声喊叫他。

王立松迅速从办公室走到隔壁的实验室 ,学生们的手指指向计算机 。王立松的眼睛睁大了 ,但他从未想到自己拒绝的论文实际上已经在国际杂志上发表,甚至标题都没有改变。火星上的生活:鹰坑中的“蘑菇”正在进行光合作用。

“火星上有生命吗?蘑菇还是地衣 ?你怎么发现的?为什么你拒绝这份可能引起轰动的论文?”我带着问号去了王立松 ,只有他能解释一切。

王立松是我国著名的地衣专家,也是中国科学院昆明植物研究所的研究员。他学习地衣已有40年了 。他收集了70,000多个地衣样本,并对1,000多种地衣进行了分类和鉴定。

在王立松电脑旁边 ,有三副“眼镜”:老花镜 ,防辐射镜和放大镜,分别对应于印刷体,计算机屏幕和地衣。他戴上其中一张纸,打开计算机上的纸,然后浏览了一遍,说:“是的 ,这是当时期刊要我审阅的纸,没有太多修改。”

我们的主题从论文中最引人注目的“火星生活”开始。

当美国机遇号火星漫游者在“鹰坑”地区执行任务时 ,它拍摄了成千上万张类似于蘑菇状岩石的照片。这些可疑的“生命”不仅茎细,而且球形盖,特别是类似于众所周知的蘑菇形。这些“生命”成簇聚集,附着在岩石的顶部和侧面,并向外突出。

“您看到的描述不是很有趣,这也是学术界认为火星有生命的证据之一 ,”王立松试图用朴素的语言向我解释这一困难的学术论文。

岩层顶部的“生命”是集中定向的 ,帽子和茎杆向上倾斜,就像针对特定光源的光合作用一样 。此外 ,“机会”还拍摄了在没有风的情况下从土壤中冒出的12个球形“生命”的照片,另外11个“生命”显然在三天内长大 。

“在这一点上,论文的作者认为这些'生命'的增长和集体趋光性是行为生物学的标志,并推断出地衣,蘑菇,藻类和真菌等生物可能已经在火星上定居了。在火星上进行。光合作用可能释放出氧气!”

突然 ,王立松跳出了地衣苍白牛角领域的专业学术词汇。“令人难以置信的是,论文的作者认为 ,火星上这种可能的“生命”是地球上“羊角包覆层”的物种!”

羔羊角状潘达尼亚属于地衣中的弗罗斯特·弗罗斯特(FrostFrost)家族,是丹潘依(Danpanyi)属 。主要分布它是我国喜马拉雅山的青藏高原上的常见物种,在欧洲也广泛分布。

说到这,王立松停下来 ,点击了地衣数据库,找出了他在青藏高原拍摄的牛角和苍白的内裤的照片 。与《机遇》所拍摄的照片相反,我被惊呆了。“从客观上讲,这些火星表面的疣状凸起确实在形状和外观上与'刺角苍白大衣'非常相似 。”王立松一一说道。

国际学术期刊大多使用“同行评审”方法来评估论文的科学性。对于每篇手稿,该期刊都会将文章发送给同行专家以供尽可能多的审阅。作为世界顶级地衣专家 ,这份高度相关的论文很自然地寄给了王立松。

一般而言 ,该论文的公开发表证明该行业已同意该文章中的观点。发表该论文的期刊称为“天体生物学与空间科学研究”,其影响因子为7,被认为在该行业中更具权威性。该论文由美国和英国的科学家共同完成。

“该杂志的总编辑邀请我担任这篇论文的审稿人,但是在阅读了这些论文和这些照片之后,我仍然写信并拒绝了 。”王立松拒绝审阅该论文有他自己的原因:“尽管在火星上这些可疑的生活非常像地衣,但是如果你不能证明那是“是”。我需要看一下真正的火星材料来做出判断如果仅看照片 ,我可以得出结论,火星上有生命,这是不可靠的。”

王立松及其团队的观点非常明确-目前尚无法判断火星上是否有生命。只有看到火星的实际材料 ,我们才能得出结论。

“我敢于推测这些火星人的生活是地衣的原因是基于科学的。”中国科学院昆明植物研究所地衣学医生王新宇怀疑地看着我 ,告诉我历史:“欧洲航天局已经多次将地衣带入太空进行'极端挑战'!”

地衣是真菌和藻类之间相互共生的特殊下部生物,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,而菌丝体则为藻类细胞提供水 ,无机盐和保护措施。这种“相互共生”功能使地衣可以暴露在裸露的岩石上,而无需从基质中获取营养 。表面自由生长 。目前,世界上已知的地衣约有20,000种 ,而中国则有3041种 。

2005年,欧洲航天局选择了从南极岩石表面收集的两个贝壳状地衣,即“地图套装”和“离石黄色礼服”,将其带入太空并直接暴露于极致致命的宇宙射线中 。承受恶劣的条件,例如真空,失重,辐射和剧烈的温度变化 。

半个月后 ,科学家们发现了这些在太空中“苦,辛勤,饥饿和饥饿”的地衣,发现它们在24小时内恢复了代谢活性,并且全部存活了 !当时,兴奋的欧空局宣布地衣可以在外太空生活15天!人类可以考虑使用地衣作为登陆火星的材料 !

2007年,欧洲航天局进行了类似的实验。这次 ,他们通过卫星将地衣,内生蓝细菌和细菌送入太空,将这三种生物暴露于宇宙中 。10天卫星返回地面后 ,科学家发现只有地衣得以幸存,其子孢子仍可以发芽!

2014年,欧洲航天局再次启动了地衣旅行太空计划。他们将从南极洲收集的“离石黄色衣服”和“黑色燕尾服”送上天空,在国际空间站进行测试。这次 ,他们希望将地衣的“旅行”延长至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!”王新宇说。2015年,这批地衣回到地球时 ,科学家发现结果出现了两个极端:“李世皇仪”得以幸存,赢得了“地球上最顽强的生命”的美誉;而“黑色”的“肿瘤大衣”就是“齐若思”,不仅大部分DNA被破坏 ,人体仍在迅速降解,生命正在消亡。

在该实验中,尽管测量了地衣在太空中的极限寿命状态 ,但欧洲航空管理局并没有调和 ,认为所选的“黑色肿瘤套装”一定是一个问题,而其他地衣应该在太空中生存更长的时间。

“通过ESA的几次实验,我们可以得出一个结论 :地衣可以在极端环境中生存,例如极端寒冷 ,极高,缺氧,极干燥 ,强辐射。”王新宇解释说: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,为自身和真菌提供生长所需的碳水化合物。而地衣型真菌则形成一种特殊的结构,将共生藻类封闭在体内并为其提供保护。其次 ,地衣的皮质还含有可以吸收强宇宙射线的独特化合物。因此 ,地衣可以适应恶劣的外太空环境。

关于地球的生命史,地衣的出现仅次于首次出现在海洋中的藻类 。地衣首先在6亿年前降落在陆地上,并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土地上 。

“地衣为后来动植物在地球上的繁殖创造了最基本的条件,因此我们也称其为退伍军人级别的“先锋生物”。王立松从未赞扬地衣的“江湖地位”。

“它不像高大的树木吸引人 ,也不像花朵和杂草那么鲜艳,但是随着荒地演变成森林,地衣是在恶劣环境中起带头作用的人 。”王立松说,在海拔超过4500米的高山上,撤退的冰川,干旱的沙漠中心以及死去的动物骨骼都肉眼可见地衣 。它分泌的地衣酸可以使附着的岩石风化成尘土和土壤,为其他植物的生长提供条件 。当土壤积累足够时 ,它可以为高等植物生根提供可能性。

“您看过《野外生存》吗?”王立松问我 :“主人的各种绝境所激发的生存本能显示了人类挑战极限的生存能力 。地衣不亚于'北野'。”

王立松一直认为地衣是一种低级生物,拥有人类无法企及的“更高”生存智慧。南极大陆极为寒冷,高原海拔高,辐射强度高,干旱到干旱的山谷沙漠……在人类眼中,这些“生命禁区”是“地衣天堂”它可以熟练地从大自然中获取水分和阳光,并可以根据水分和阳光的量来决定是否睡觉或成长;是否支持“阳伞”或应用“防晒霜”。

-南极洲的“千岁生日之星”。

南极大陆是世界上最冷的地区,年平均气温为负25°C,实测最低温度为负89.6°C。在如此低的温度下 ,钢会像玻璃一样变脆 。如果一杯水溅到空气中 ,冰晶会掉落。

那里的冰雪会反射很多太阳辐射,再加上稀薄的空气和强烈的紫外线,普通植物很难生存  ,但是地衣却不怕寒冷,而且生机勃勃 。

“研究表明,地衣可以从升华的冰和雪中获取水 ,并在冰冻状态下进行光合作用。一些学者测量到,地衣仍具有零下17摄氏度的活动数据  。”王新宇说:“地衣特别珍惜。”醒着的时间,在短时间内没有积雪和积雪的情况下  ,它将在几秒钟内竞争光合作用。当它完全被雪覆盖时,它将进入“休眠”模式,人体自动代谢并产生抗冻蛋白来抵抗寒冷。”

植物学家发现 ,南极只有850多种植物,其中包括350多个地衣。地衣通过孢子繁殖后代。即使在南极极短的夏季,它也可以生长和发育。但是 ,南极地衣生长缓慢,直径为10厘米的地衣可能是“千岁星”。

此外,南极地衣具有强烈的“发展和奉献精神”。它们长大后会在环境中积聚微量元素,例如钾 ,钙,磷等。这些元素对于地衣不是必需的,而对于其他植物则是必需的。“地衣正在为进入南极的同伴积累“材料”。与此同时,他们正在分泌地衣酸以腐蚀岩石,并将岩石变成土壤,为同伴的生长提供“家园”。”王新宇说。

-沙漠山谷中的“忍者”。

除了能够承受零下50°C的严寒外,地衣还可以承受60°C的高温。

缺水  ?不怕 。在极端干燥的条件下 ,地衣会变得非常干燥 ,一旦遇到水,它们会立即恢复生长 。例如 ,王立松说,在云南金沙江之类的干热河谷中,年平均降雨量不到50毫米,白天的最高地表温度可以达到60-70°C。此外,除了干旱和炎热的山谷气候外 ,还有福恩 。一旦Foehn通过 ,气候就会变得干燥炎热,就像在桑拿房里干蒸一样。

云贵高原干热河谷土层较厚,但植被稀少,森林覆盖率不足5%。看着它,全是裸露的红色土壤 ,植物很难生长 。“但是如果仔细观察 ,会在一些岩石上发现黄色,黑色和白色的地衣。尽管它并不引人注目 ,但它是在这种环境中可以生存的极少数生物之一 。”王立松说。

由于地衣表面没有孔 ,因此在干旱条件下失水过程将非常缓慢。如果将一片叶子放在沙漠中,它可能会在几分钟内完全变干,但是地衣要流失几个小时。一旦失去水分,普通的高等植物基本上就会口渴而死,但是地衣仅需5%的水分就能存活数月。

干旱常伴有高温,但地衣也无所畏惧,有些品种甚至可以在60℃下生活3天 。“像网状衣服一样,它极耐干旱。有人在沙丘中发现它,伸出手去摸它,但它很热 。据估计 ,当时的温度已超过50℃。”王新宇说。

如果您不能改变世界 ,那就改变自己。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”变成了“可能性”,并给荒地带来了生命的奇迹。

“将来,当地球上的能量耗尽并且生命无法生存时,地衣将尽其所能生活在恶劣的环境中,将腐烂变成一种神奇的力量 ,这可以为我们的人类生活提供灵感。”王立松说。

“从欧空局的失败实验来看,我认为它在材料选择上仍然是“迷失”的。最适合太空实验的,甚至是降落在火星上的地衣,都可能是青藏高原上的变种 。”王立松说。

平均海拔超过4000米的青藏高原被称为“地球的第三极”。那里的高山缺少氧气 ,植被稀疏,气候恶劣,但是即使在这种极端的环境下 ,地衣也仍然盛开着:树皮,岩石,一英寸的土壤遍布每个不同的栖息地地上有多彩的地衣群 。

青藏高原上有很多冰川 。随着气候变暖  ,冰川消退 ,留下了裸露的岩石。在这些岩石的表面上,第一个出现并用肉眼可见的生物是地衣,尤其是“荔狮黄衣”和“小孢子皮”。

王立松指着实验室里的一块岩石 ,告诉我这块石头来自青藏高原,上面有三种地衣。“这是离石黄仪,它是冰川和高海拔地区的末端最常见的。它是橙色和放射状的。从远处就可以一眼认出。这是小孢子外套,因其小而得名。这是一种地图外套 ,黄绿色的地衣体,中间有一个由菌丝体组成的黑色图案  ,该物种小于其生长速度为0.2毫米,因此我们可以判断它的年龄通过测量其直径来测量岩石 ,可以用于约会 。”

王立松钦佩地衣在青藏高原上的生存能力。他参加了中国第一次和第二次大规模青藏高原科学考察  ,并且已经对我国的地衣资源“住所”进行了40年的调查 。在探险期间,他总是最早爬上山顶 ,而最近一次爬下山顶的那个人 ,在海拔5公里的山顶上呆了几天 。

“地衣可以在青藏高原这样的极端环境中生存,并有自己的智慧 。”王立松说。

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会导致植物生殖细胞发生基因突变 ,这意味着紫外线会损害植物的生殖细胞 。植物基因可能会传给下一代 。从长远来看  ,植物种类将不稳定。

但是对于如此高强度的紫外线“致命”,地衣并不惧怕 。例如,Lishi黄色连衣裙的表面为蒽醌类化合物,表面为亮橙色。这种颜料存在于地衣的上表面 ,可以像吸收地衣一样吸收多余的紫外线已应用了一层“防晒霜”。另一个例子是小孢子涂层,它将在其自身的上皮层中产生色素,也可以抵抗强紫外线的“入侵”,就像给自己一个“阳伞”一样。

“因此 ,青藏高原上的地衣通常是五颜六色的 ,非常华丽 ,实际上是为了抵抗强烈的辐射。这是地衣适应极端环境的标志性进化表现 。”王立松说 。

青藏高原地衣如何汲取生存所需的水 ?王新宇说 :“这类似于地衣在南极抽取水的方式 。它可以从升华的冰和雪中获取水,并且可以在冰冻状态下光合作用。”

此外,在青藏高原,随着海拔的升高和生境的变化 ,地衣的多样性也会发生变化。与其他高等植物相比,大多数地衣对空气污染更敏感,被认为是进行环境监测的最佳生物材料。

目前,我国的登陆火星计划已进入倒计时。王立松希望将来青藏高原的地衣有机会造访火星。

“不要吃 ,喝 ,冷 ,热,干燥,辐射,还有什么其他生物能比地衣更适合太空 ?”王立松坚信,如果人类将来有计划迁移到火星,他们一定会考虑服用地衣。站起来 ,成为“先驱者”,放开自己的领土,适应火星的环境,区分火星的岩石 ,创造最原始的土壤 ,生产氧气,为其他生物创造生存条件。

“地衣的力量常常使我感叹。无论大小 ,都必须辩证地对待。面对大自然,人类不能自大 。”这就是王立松的地衣的“哲学”。“并不是所有的生物都能像温室中的花朵和植物一样享受舒适 。为了在恶劣的环境中生存 ,地衣已经发展出其他物种所不具备和​​无法想象的耐力,这说明了优胜劣汰。法 。”

地衣可以带给我们更多的惊喜,拭目以待 。