它们被称为“耐寒的缓步动物”并非毫无道理。在过去的几十年里,科学家们一直在研究缓步动物,这是一种相当了不起的微小微生物,似乎能够抵御各种灾难性的威胁。这些小生物能够经受住从极端温度到真空到高辐射的一切考验。这些水熊通常生活在淡水中,体长只有大约 100 到 1000 微米——一微米是千分之一毫米——因此它们非常小。 那么什么才能阻止这些顽强的小生物呢?根据《天体生物学》杂志发表的一项新研究,原来是使用两级轻气枪向沙地目标发射尼龙子弹。 但高速拍摄微生物是有原因的:了解外星生命的极限。 伦敦玛丽女王大学博士生、实验负责人亚历杭德拉·特拉斯帕斯 (Alejandra Traspas) 和她的导师、英国肯特大学空间科学教授马克·伯切尔 (Mark Burchell) 等研究人员必须系统地解决任何生物体为了生存必须克服的障碍。假设一颗陨石(如陨石)撞击行星或月球,生物体需要能够在真空中、辐射和冷冻条件下生存。听起来很熟悉吧? 虽然已经有研究发表证明缓步动物可以经受住这些条件的考验,但下一步还是要看看它们将如何应对撞击力。 “如果它们在岩石上,然后撞上新月,它们能经受住冲击吗?如果冲击波穿过,会杀死它们吗?这就是我们正在测试的,”伯切尔说。“并不是说那里真的有一群缓步动物。它们是作为模型生物使用的。如果它们能做到这一点,而且它们是我们所知的最难的生物,对吧?也许其他生物可以,但如果它们做不到,而且它们是我们所知的最难的生物,那么也许其他生物也做不到。” [相关:坠毁在月球上的缓步动物可能还活着,但它们并不开心] 为了测试这一点,他们让缓步动物进入“tun”状态——缓步动物版的冬眠——冷冻 48 小时。在这种状态下,它们会排出大部分水分,从而使它们冻结然后苏醒,新陈代谢活动几乎停滞。这是它们的生存状态。 随后,特拉斯帕斯将缓步动物装进枪中,并将它们射向主要由二氧化硅制成的目标,以模拟像月球或火星那样的沙质表面。进行这一操作的腔体也是真空的,以进一步模拟太空条件。缓步动物以每秒 500 米(每小时 1,118 英里)的速度被发射出去,然后逐渐增加到每秒 1 公里(每小时 2237 英里)。 “如果它们能活下来,通常需要 16 到 72 小时才能从不同速度的冲击中恢复过来,”特拉斯帕斯说。“如果它们没能活下来,当然就死了。” 研究人员发现,在 500、600 和 700 米/秒的速度下,缓步动物的存活率为 100%。在找到并救回缓步动物后,特拉斯帕斯报告说它们完全安然无恙,四处走动,正常进食。然后在 825 米/秒的速度下,存活率下降到 65%,因为三只缓步动物中有一只无法复活。 “然后,在 900 米/秒的速度下,我们得到了碎片。所以没有幸存者,”特拉斯帕斯说。“所以在 700 到 900 之间有一个范围,从 100% 的存活率到 0。” 虽然这超出了这项研究的范围,但特拉斯帕斯认为,缓步动物内部发生了哪些变化导致了这种情况,这仍有研究空间。她发现,在经历了这种程度的冲击后,缓步动物能够四处走动和进食,但无法繁殖。今年夏天,她希望进行基因分析,以了解是否存在内部损伤,或者这是否是一种进化保护机制。 要取得这些结果,就需要通过显微镜观察水熊虫几个小时。“撞击后的最初几个小时,你几乎看不到任何东西,因为它们处于吞噬状态。它们变得非常非常小,”特拉斯帕斯说。“然后随着时间流逝,你开始看到它们。就像一只蝴蝶从它们的小茧中走出一样。”这些顽强的小水熊虫慢慢开始恢复到正常大小,然后开始四处走动,表明它们又一次经受住了极端考验。 那么,这一切意味着什么呢?研究人员认为,这些发现暗示了地球上可能起源于类似的生命。或者,这可能表明其他地方也存在类似的复杂生物,比如木卫二和恩塞尔达斯的卫星,因为它们的冰层表面表明下面可能有液态水。 这项研究也为“胚种论”提供了支持,该理论认为生命起源于外太空,并通过小行星撞击行星或月球后发生的陨石运送到各个世界之间。 “正如 NASA 曾经说过的:跟着水走。如果你能找到液态水,你就能找到生命,这就是希望所在,”伯切尔说。液态水意味着生命,这就是为什么冰卫星在寻找外星生命时特别受关注。 潮汐波导致水冲破卫星冰面,影响了木卫二和土卫二。如果水可以维持地球上的生命,那么我们或许有理由相信这些羽流中也有生命。缓步动物只是谜题中的另一块拼图,可以帮助我们了解生命如何在最不可能的情况下生存。 更正:该故事的早期版本在第一次提及后将 Alejandra Traspas 的名字写为 Trapas。 |
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