在未来的火星文明中,可能伴随着一种特别而坚韧的小植物。一项最新研究表明,这种名为齿肋赤藓的沙漠苔藓可以在火星的恶劣环境中生存和生长。
已知最顽强的生存能力
这种苔藓能够在低至-196℃的极寒环境中生长,还能耐受足以致命的大剂量伽马辐射。此外,它还能在极度干燥的条件下生存,并在火星模拟环境中表现出顽强的生存能力。
研究表明,齿肋赤藓的环境适应性甚至优于能够在太空环境生存的缓步动物(水熊虫)。这使其成为在地外环境中作为先驱植物的有力候选者,为建立地外生物可持续栖息地奠定基础。
火星的严苛环境
火星的环境对人类探索和居住提出了巨大挑战。火星的大气层主要由二氧化碳组成,夹杂少量氮气、氩气、氧气和水分子。火星的气压不到地球的1%,平均气压约为0.6千帕,而地球海平面气压为101千帕。火星表面温度平均约为-62℃,但冬季极地温度可低至-126℃,赤道夏季温度可高达21℃。
火星上的水主要以冰的形式存在,极地冰盖由水冰和干冰(凝固的二氧化碳)组成。火星没有像地球那样的全球磁场,导致其表面暴露在高水平的宇宙辐射下,对人类探险者和植物生长构成重大威胁。
首次测试完整植物在太空环境中的生存能力
这项研究首次测试了完整植物在太空或其他星球环境中的生存能力。齿肋赤藓在从珠穆朗玛峰到南极洲的恶劣环境中均有分布,因此被选为火星条件测试的理想候选者。
研究人员分析了多种极端环境情境,包括齿肋赤藓在-80℃环境下存储三到五年,以及在-195℃下存储15到30天的情况。解冻后,发现这些植物能够再生和生长。他们还发现,如果苔藓在冷冻前已脱水,其恢复速度更快。
在结合火星环境的各种因素后,研究人员将齿肋赤藓暴露在-60℃到20℃的温度波动、低气压、95%二氧化碳的大气和高紫外线辐射条件下。结果表明,脱水后的齿肋赤藓在暴露30天后恢复率达到100%,而水合状态的苔藓也能恢复,但速度较慢。
未来展望
研究表明,齿肋赤藓能够在高达500戈瑞(衡量辐射的单位)的辐射剂量下生存和繁衍。作为对比,人类在暴露于约8戈瑞的辐射后通常会死亡。这个结果也表明,齿肋赤藓是已知最具辐射耐受性的生物之一。
尽管在其他星球上创建自给自足的栖息地还有很长的路要走,但这项研究展示了齿肋赤藓作为火星开拓植物的巨大潜力。展望未来,研究人员期望将这种有前景的苔藓带到火星或月球,进一步测试植物在外太空的定殖和生长可能性。