疑似火星“生命”明顯增多且變大了。
青藏高原的羊角淡盤衣生境圖,。均由受訪者供圖
“不吃、不喝,、抗寒,、抗熱、抗干,、抗輻射,,還有什么生物能比地衣更適合上太空?”
目前,,我國的登陸火星計劃已進(jìn)入倒計時,。地衣專家王立松希望,在未來,,青藏高原的地衣能有機(jī)會到火星一游,,做人類“移民”的“急先鋒”,去開疆拓土
“火星上發(fā)現(xiàn)有生命,,是地-衣-,!王老師,快來看……”王立松的碩士研究生故意把“地衣”這個詞做了拖音,,大聲呼喚他,。
王立松從辦公室快步走向隔壁實驗室,學(xué)生的手指向了電腦,。王立松睜大了眼睛,,他萬萬沒想到,自己拒審的一篇論文,,竟然真的在國際期刊上發(fā)表了,,連標(biāo)題都沒變——《火星生命:鷹坑里的“蘑菇”在進(jìn)行光合作用》。
火星生命是地衣,?
地衣專家:不能下定論
“火星上真有生命,?是蘑菇還是地衣,?怎么發(fā)現(xiàn)的?為什么您拒審了這篇可能引起轟動的論文,?”我?guī)е荒X子問號去找王立松,,只有他能解釋這一切。
王立松是我國著名的地衣專家,,中國科學(xué)院昆明植物研究所研究員,。他研究地衣40年,親手采集的地衣標(biāo)本有7萬多號,,已分類鑒定的地衣超過千種,。
王立松的電腦旁放著三副“眼鏡”:老花鏡、防輻射鏡,、放大鏡,,分別對應(yīng)著看印刷體、電腦屏幕和地衣,。他戴上其中一副,,在電腦上打開這篇論文,速覽了一遍,,說:“沒錯,,這就是當(dāng)時這份期刊請我審的論文,沒做太大修改,?!?/p>
我們的話題,首先從論文最抓人眼球的“火星生命”說起,。
美國“機(jī)遇號”火星探測器在“鷹坑”地區(qū)執(zhí)行任務(wù)時,,竟然在一片巖層處拍到了數(shù)千個酷似蘑菇外形的照片。這些疑似“生命”不僅有細(xì)莖,,還有球形帽,特別像人們熟知的蘑菇外形,。這些“生命”聚集成群,,附著在巖石的頂部和側(cè)面,并向外突出,。
“你看這段描寫,,是不是很有趣,這也是學(xué)界相信火星有生命的佐證之一,,”王立松盡量用通俗的語言,,向我解讀著這篇艱深的學(xué)術(shù)論文。
在巖層頂部的這些“生命”是集體定向的,,帽子和莖向上傾斜,,像沖著某個光源進(jìn)行光合作用,。此外,“機(jī)遇號”還拍到了在無風(fēng)情況下,,12個球形“生命”冒出土壤,,另外11個“生命”在三天內(nèi)明顯長大的照片。
“至此,,論文作者認(rèn)為,,這些‘生命’的生長及集體趨光性,均是行為生物學(xué)的跡象,,并就此推斷:地衣,、蘑菇、藻類,、真菌等生物也許已‘定居’火星,,并在火星上進(jìn)行光合作用,可能正在釋放著氧氣,!”
突然,,王立松蹦出了地衣領(lǐng)域一個專業(yè)學(xué)術(shù)詞匯——羊角淡盤衣?!安豢伤甲h的是,,論文作者竟認(rèn)為火星上這一疑似‘生命’,是地球上的物種‘羊角淡盤衣’,!”
羊角淡盤衣隸屬地衣中的霜降衣科,,淡盤衣屬。主要分布在我國喜馬拉雅地區(qū),,是青藏高原的一個常見物種,,在歐洲亦有廣泛分布。
講到這,,王立松停住了,,他點開自己的地衣數(shù)據(jù)庫,找出了自己在青藏高原拍攝的羊角淡盤衣照片,。對照著“機(jī)遇號”拍的圖片,,我呆住了?!翱陀^來說,,這些火星表面的疣狀凸起,從形狀,、外觀確實與‘羊角淡盤衣’高度相似,。”王立松有一說一,。
國際學(xué)術(shù)期刊多采用“同行評議”的方法評估論文的科學(xué)性,。針對每篇來稿,,期刊會盡可能把文章送到同行專家手中審閱。作為全球頂尖的地衣專家,,這篇與地衣高度相關(guān)的論文自然送到了王立松手上,。
一般來說,論文的公開發(fā)表,,證明業(yè)界已經(jīng)認(rèn)同文內(nèi)觀點,。刊發(fā)這篇論文的期刊名為《天體生物與空間科學(xué)研究》,,影響因子是7,,在業(yè)界算比較權(quán)威。該論文由美英等國科學(xué)家共同完成,。
“期刊主編當(dāng)時邀請我做這篇論文的審稿人,,但看完論文及這些照片后,我還是回信拒絕了,?!蓖趿⑺删芙^審稿自有他的道理:“火星上這些疑似生命雖然很像地衣,但‘像’不能證明就‘是’,,我需要看到真實的火星材料才能做判斷,,如果單看照片,就斷定火星上有生命,,不靠譜,。”
王立松及其團(tuán)隊的觀點很鮮明——火星上是否有生命,,目前無法判斷,,只有看到真實的火星實物材料,才能定論,。
地衣曾多次上太空完成“極限挑戰(zhàn)”
“之所以敢大膽猜測這些火星生命是地衣,,是有科學(xué)根據(jù)的?!笨次乙荒樅?,中科院昆明植物研究所地衣學(xué)博士王欣宇主動給我講起了歷史:“歐洲航天局曾多次把地衣帶上太空,進(jìn)行‘極限挑戰(zhàn)’,!”
地衣,,是真菌與藻類之間互惠共生的特殊低等生物,,由真菌和藻細(xì)胞構(gòu)成,。藻細(xì)胞通過光合作用為真菌提供養(yǎng)分,而菌絲又為藻細(xì)胞提供水分,、無機(jī)鹽及保護(hù)措施,,這樣“互惠共生”的特性,,使得地衣不需要從基物獲取營養(yǎng),就能夠在裸露的巖石表面自由生長,。目前,,全球已知地衣約2萬種,中國已知3041種,。
2005年,,歐洲航天局選擇了兩種采自南極巖石表面的殼狀地衣,“地圖衣”和“麗石黃衣”帶上太空,,并將其直接暴露在殺傷力極強的宇宙射線中,,承受真空、失重,、輻射,、溫度劇烈變化等殘酷條件考驗。
半個月后,,科學(xué)家將這些在太空被“苦其心志,、勞其筋骨、餓其體膚”的地衣回收,,發(fā)現(xiàn)它們在24小時內(nèi)竟重新恢復(fù)了代謝活性,,全部存活!彼時,,興奮的歐航局對外宣布——地衣可以在外太空環(huán)境下活15天,!人類完全可以考慮將地衣作為登陸火星的材料!
2007年,,歐洲航天局又進(jìn)行了類似實驗,,這次,他們將地衣,、石內(nèi)生藍(lán)藻,、細(xì)菌通過衛(wèi)星送進(jìn)太空,讓三種生物共同暴露在宇宙中,。10天后,,衛(wèi)星返回地面,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),,僅有地衣活了下來,,并且它的子囊孢子還能萌發(fā)!
2014年,,歐洲航天局再次啟動地衣遨游太空計劃,,他們將采自南極的“麗石黃衣”和“黑瘤衣”送上了天,在國際空間站接受考驗,。這回,,他們要讓地衣的太空“旅行”延長到18個月,。
“地衣成為首個進(jìn)行長期宇宙環(huán)境暴露實驗的真核生物!”王欣宇說,。2015年,,當(dāng)這批地衣重返地球時,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),,結(jié)果出現(xiàn)了兩個極端——“麗石黃衣”活了下來,,并獲得了“地球上最頑強生命”的美名;而“黑瘤衣”卻是“氣若游絲”,,不僅DNA大部分已被破壞,,身體還在快速降解,生命已奄奄一息,。
這次實驗,,雖然測出了地衣在太空的極限生命狀態(tài),但歐航局卻不甘心,,認(rèn)為一定是選擇的“黑瘤衣”出了問題,,其他地衣在太空中應(yīng)該能活得更久。
“從歐航局這幾次實驗看,,我們可得出推論:地衣在極端環(huán)境,,如極寒、極高,、缺氧,、極干、強輻射下是可以生存的,?!蓖跣烙罱忉尩溃菏紫龋匾率亲匀唤缰谢セ莨采牡浞?,共生藻進(jìn)行光合作用,,為自己和真菌提供生長必需的碳水化合物;而地衣型真菌則通過形成特定結(jié)構(gòu),,將共生藻包裹在體內(nèi),,并為其提供保護(hù)。其次,,地衣的皮層還含有獨特的化合物,,能吸收強烈的宇宙射線。因此,,地衣能夠適應(yīng)外太空苛刻的環(huán)境,。
參考地球生命史,地衣的出現(xiàn),僅次于最早出現(xiàn)在海洋里的藻類,。地衣在6億年前最早登上陸地,并對陸生環(huán)境進(jìn)行了一次徹頭徹尾的改造,,之后陸地上才出現(xiàn)了苔蘚,、蕨類、孢子植物等,。
“地衣為之后地球上的植物,、動物繁衍,創(chuàng)造了一個最基本的條件,,所以我們也稱它為元老級‘先鋒生物’,。”王立松從不吝夸贊地衣的“江湖地位”,。
“沒有高大喬木那樣醒目,,也沒奇花異草般斗艷,但在荒地向森林演化的過程中,,地衣卻是在嚴(yán)酷生境中‘打頭陣’那位,。”王立松說,,在海拔超過4500米的高山,、退縮的冰川、干旱的沙漠中心,,及死去動物的骨骼上,,都有肉眼可見的地衣。其分泌的地衣酸可將附著的巖石風(fēng)化為灰塵和土壤,,為其他植物生長提供條件,,當(dāng)土壤積累到足夠多時,就可以為高等植物扎根提供可能,。
強過“貝爺”無畏禁區(qū)
地衣才是“生存強者”
“你看過《荒野求生》吧,?”王立松問我:“主持人貝爾置身各種絕境所激發(fā)出的求生本能,顯示了人類挑戰(zhàn)極限的生存能力,,地衣可不亞于‘貝爺’,。”
王立松一直認(rèn)為,,地衣這一低等生物,,擁有著人類遙不可及的“高等”生存智慧。極寒冷的南極大陸,、高海拔強輻射的高原山地,、干熱到窒息的河谷荒漠……這些人類眼中的“生命禁區(qū)”,卻是“地衣天堂”。它能巧妙地從自然界獲取水分和陽光,,并能依據(jù)水分和日照的多寡,,決定是休眠,還是生長,;是撐“遮陽傘”,,還是涂“防曬霜”。
——南極里的“千歲壽星”,。
南極大陸是世界上最寒冷的區(qū)域,,年平均氣溫零下25℃,測到過的最低氣溫零下89.6℃,。在這樣的低溫中,,鋼鐵會變得像玻璃一般脆;如果把一杯水潑向空中,,落下的是一片冰晶,。
在那里,冰雪會反射大量太陽輻射,,加之空氣稀薄,、紫外線強,一般植物難以生存,,而地衣卻不懼嚴(yán)寒,,生機(jī)勃勃。
“研究表明,,地衣能從升華的冰雪中獲取水分,,并且在凍結(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行光合作用,有學(xué)者曾測到過零下17℃時,,地衣仍然具有活性數(shù)據(jù),。”王欣宇說:“地衣特別珍惜‘醒著’的時光,,在沒有冰雪覆蓋的短時間內(nèi),,它會爭分奪秒進(jìn)行光合作用。而當(dāng)完全被雪覆蓋后,,它就會進(jìn)入‘休眠’模式,,體內(nèi)自動代謝,產(chǎn)生抗凍蛋白,,以抵御寒冷,。”
植物學(xué)家發(fā)現(xiàn),,南極洲僅有850多種植物,,其中地衣就有350多種,。地衣靠孢子繁殖后代,即便在南極極短的夏季,,它也能完成生長發(fā)育,。不過,南極地衣生長速度緩慢,,一株直徑10厘米的地衣,,可能就是位“千歲壽星”。
此外,,南極地衣還有強烈的“開拓奉獻(xiàn)”精神。它們在生長時,,會積累環(huán)境中的微量元素,,如鉀、鈣,、磷等,,這些元素非地衣所需,卻是其他植物必需,?!暗匾率窃跒橥檫M(jìn)入南極積累‘物資’,同時,,地衣一直在分泌地衣酸侵蝕巖石,,化巖石為土壤,為同伴的生長提供‘家’,?!蓖跣烙钫f。
——沙漠河谷中的“忍者”,。
地衣除了能忍受零下50℃的嚴(yán)寒,,還能承受60℃的高溫。
缺水,?不怕,。在極度干旱的條件下,地衣會變得非常干燥,,而一旦遇到水,,就能立刻恢復(fù)生長。王立松舉例說,,像云南金沙江的干熱河谷,,年均降水量小于50毫米,日間地表最高溫可達(dá)60-70℃,。此外,,伴隨著干熱河谷氣候的,,還有焚風(fēng)。一旦焚風(fēng)過境,,氣候會變得炎熱干燥,,像是桑拿里的干蒸。
我國云貴高原的干熱河谷土層較厚,,但植被稀少,,森林覆蓋率不足5%,放眼望去,,全是裸露的紅土,,植物生長困難?!翱扇绻?xì)心觀察,,就會在一些石塊上發(fā)現(xiàn)黃色、黑色和白色的地衣,,雖然不起眼,,但那已是極少數(shù)能在這類環(huán)境中存活的生物了?!蓖趿⑺烧f,。
由于地衣表面沒有氣孔,因此在干旱條件下,,失水過程也會非常緩慢,。一片葉子如果放在沙漠里,也許幾分鐘就會完全干燥,,而地衣失水卻需數(shù)小時,。一旦失水,普通的高等植物基本就是渴死,,而地衣卻能在僅有5%的水分下,,存活數(shù)月。
干旱常伴隨高溫,,但地衣同樣無懼,,一些品種甚至可以在60℃下活三天?!跋聍[網(wǎng)衣就極為耐旱,。曾有人在沙丘中發(fā)現(xiàn)過它,伸手去摸,,竟然燙手,。據(jù)估,當(dāng)時它的溫度已超過50℃,?!蓖跣烙钫f,。
不能改變世界,就去改變自己,。為了活下去,,地衣從形態(tài)到生理結(jié)構(gòu)一直在變,它們把生存的“不可能”變成了“可能”,,亦給一片片荒原帶去了生命的奇跡,。
“未來,當(dāng)?shù)厍蛏夏茉纯萁?,生命無法生存時,,地衣在惡劣環(huán)境下拼盡全力活著的技巧,化腐朽為神奇的力量,,能給我們?nèi)祟悗ド膯⑹?。”王立松說,。
登陸火星的最優(yōu)選擇
——青藏高原地衣
“從歐航局那次不算成功的實驗看,,我覺得還是‘?dāng) 诹瞬牧线x擇上,。最適合做太空實驗,,甚至登陸火星的地衣,可能是生長在青藏高原上的品種,?!蓖趿⑺烧f。
青藏高原,,平均海拔超過4000米,,被稱為“地球第三極”。在那,,高寒缺氧,、植被稀疏、氣候惡劣,,但即便身處那樣的極端環(huán)境,,地衣依然爛漫生長:一片樹皮、一塊巖石,、一寸土壤,,每個不同的生境下,都有五彩繽紛的地衣類群,。
青藏高原有大量冰川,。隨著氣候變暖,冰川退縮,,留下了裸露的巖石,。在這些巖石表面,,最先出現(xiàn),且肉眼可見的生物,,就是地衣,,特別是“麗石黃衣”和“微孢衣”。
王立松指著實驗室一塊巖石材料告訴我,,這塊石頭就來自青藏高原,,上面有三個地衣物種,“這是麗石黃衣,,在冰川末端和高海拔地區(qū)最常見,,橘黃色、放射狀,,在遠(yuǎn)處就能一眼辨識,。這是微孢衣,因其孢子微小而眾多,,故得名,。這是地圖衣,黃綠色的地衣體,,中間黑色的紋路由菌絲構(gòu)成,,這個物種每年以小于0.2毫米的速率生長,因此,,我們可以通過測量它的直徑去判斷巖石的年齡,,可用于測年?!?/p>
王立松對于青藏高原的地衣物種如數(shù)家珍,,對地衣的生存本領(lǐng)嘆服不已。他參加了我國第一次和第二次大規(guī)模青藏高原科考,,40年來一直在調(diào)查我國的地衣資源“家底”,。科考時,,他總是最早上山,,最晚下山的那位,在海拔五千米的山頭一待就是幾天,。
“地衣能在青藏高原這樣極端的環(huán)境中生存,,自有它的智慧?!蓖趿⑺烧f,。
青藏高原地區(qū)的紫外線可達(dá)最強等級——5級。瑞士科學(xué)家曾在《自然》雜志發(fā)表研究成果稱,,高劑量紫外線照射,,會使植物生殖細(xì)胞發(fā)生基因變異,,這意味著紫外線對植物基因的損害有可能遺傳給下一代,長此以往,,會導(dǎo)致植物物種不穩(wěn)定,。
但對于如此高強度的紫外線“殺傷力”,地衣卻并不害怕,。比如麗石黃衣,,它表面鮮艷的橘色,是所含的一種蒽醌類化合物,,這種色素存在于地衣的上表面,,可以為地衣吸收多余的紫外線,就像給自己涂了一層“防曬霜”,。再比如微孢衣,,它會在自己的上皮層中產(chǎn)生色素,同樣能抵御強紫外線“侵?jǐn)_”,,就像給自己打了一把“遮陽傘”,。
“因此,青藏高原的地衣通常五顏六色,,十分艷麗,,其實都是為了抗衡強輻射。這可是地衣適應(yīng)極端環(huán)境的標(biāo)志性進(jìn)化表現(xiàn),?!蓖趿⑺烧f,。
對于在青藏高原生存必需的水,,地衣又怎么汲取呢?王欣宇說:“這跟地衣在南極汲水方式接近,,它能從升華的冰雪中獲取水分,,并且能在凍結(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行光合作用?!?/p>
此外,,在青藏高原,隨著海拔的升高,,生境的改變,,地衣的多樣性也會變化。絕大多數(shù)地衣對空氣污染的敏感度高于其他高等植物,,被認(rèn)為是做環(huán)境監(jiān)測的最佳生物材料,。
目前,我國的登陸火星計劃已進(jìn)入倒計時,。王立松希望,,在未來,,青藏高原的地衣能有機(jī)會到火星一游。
“不吃,、不喝,、抗寒、抗熱,、抗干,、抗輻射,還有什么生物能比地衣更適合上太空,?”王立松堅信,,如果人類未來有移居火星計劃,肯定會考慮把地衣帶上去,,做“急先鋒”,,讓它去開疆拓土,適應(yīng)火星的環(huán)境,,分化火星的巖石,,創(chuàng)造最原始的土壤,制造出氧氣,,為其他生物創(chuàng)造生存條件,。
“地衣的強大,常讓我自嘆不如,。渺小和宏大總需辯證看待,,在自然面前,人類真不可妄自尊大,?!边@是王立松品出的地衣“哲學(xué)”?!安⒉皇撬猩锒寄芟駵厥依锏幕ú菀粯?,享受安逸。為了在惡劣的環(huán)境中求生,,地衣進(jìn)化出了別的物種不曾擁有,,也無法想象的忍耐力,詮釋了‘適者生存’的法則,?!?/p>
地衣還能帶給我們更多的驚喜,等著看吧,。(記者岳冉冉)

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