太空辐射都杀不死的生物,被人类终结了 | 互动抽奖

百科   科学   2024-11-10 20:01   北京  

图片来源:“Cretaceous Amber Inclusions Illuminate the Evolutionary Origin of Tardigrades,” by M. Mapalo et al., in  Nature Communications Biology; August 6, 2024


缓步动物,或者说水熊虫,拥有极强的生存能力,它们可以忍耐的环境包括但不限于:极高的压力、接近绝对零度的低温、太空中的真空环境,以及比人类致死剂量高出近1000倍的伽马辐射剂量……等等。


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撰文 | 黄雨佳

审校 | 二七


2019年2月22日,数十万以色列人的目光都望向了遥远的太空。他们的月球探测器“创世纪”号(Beresheet)即将登上月球,一旦成功,以色列将成为继美国、苏联和中国后第四个在月球上软着陆的国家。


然而,就在距离预定着陆时间十分钟左右,一系列技术故障出现了。首先是创世纪号上的恒星追踪器出了问题,导致工程师无法确定它的方向。其次,这个着陆器上唯一的一台电脑,在执行任务时莫名其妙地不断重启。最终,在边重启边降落的情况下,创世纪号以超过3000千米/小时的速度撞向了月球



意外乘客


许多人都曾对创世纪号寄予厚望。它甚至还搭载了一个镍箔制成的“月球图书馆”(Lunar Library),里面满载着人类文明:前4层刻蚀了三千万页文档和照片的微缩图像;后21层是光盘母版,存储了超过100GB的压缩文件。“月球图书馆”隶属于一个非营利组织——方舟使命基金会(Arch Mission Foundation),他们一直致力于在太阳系内和周围建立多个人类知识的存储仓库。


月球图书馆(图片来源:Arch Mission Foundation)


此时,心灰意冷的SpaceIL成员们并不知道,就在方舟使命基金会将“月球图书馆”交付给他们的几周前,基金会的创始人诺瓦·斯皮瓦克(Nova Spivack)突然决定,无论如何,一定要在“月球图书馆”里加入一些DNA样本


大自然用树脂形成的琥珀保存数亿年前的地球生物,受此启发,方舟使命基金会的科学家和工程师决定用环氧树脂做成“人造琥珀”。他们把斯皮瓦克和其他24个人的毛囊、血液样本,以及一些圣地的生物样本(如印度的菩提树)和脱水的水熊虫混合进树脂,薄薄地添加到每层镍箔之间,又在包裹“月球图书馆”的高温绝缘胶带上洒了几千只脱水的水熊虫。


于是,这些水熊虫随着坠毁的创世纪号落到了月球上


众所周知,水熊虫是一种生存能力极强的生物,不仅能耐受接近绝对零度(-273°C)的低温和高达151°C的高温,还能在真空和辐射等极端环境条件下生存。人们开始担忧,本没有生命的月球就要被这种“地表最强生物”污染了。


从美国月球勘测轨道器(LRO)拍摄的照片来看,坠毁的创世纪号直接把月球表面砸出了一个坑。在撞击月球表面的瞬间,水熊虫承受的是极高的击波压强(shock pressure)。它真的能活下来吗?


创世纪号坠毁前后,相应位置月球地表的照片(图片来源:NASA)



让水熊虫飞一会儿


带着这样的疑问,英国肯特大学(University of Kent)的团队开始做实验,研究水熊虫能否耐受这样高强度的冲击。他们打算用气枪将子弹射向沙子,模拟水熊虫乘坐创世纪号撞击月球的场景。


肯特大学的二级轻气枪(图片来源:原论文)


研究人员首先贴心地给水熊虫喂食了矿泉水和苔藓,然后将这些吃饱喝足的小家伙放进空心尼龙子弹的底部。这些子弹装满了水,每枚子弹中有2~3只水熊虫。


随后,工作人员将这些子弹放进冰箱,冷冻了48小时。在这种情况下,水熊虫会进入一种名为“tun”的冬眠状态:它们的身体会脱水,收缩成一个看上去没有生命迹象的小球,新陈代谢降低到正常水平的0.1%。不过,一旦解冻,它们又能在8~9小时内恢复活性。


“突!突!”一枚又一枚载着水熊虫的子弹笔直地射向几米外的沙地。


结果显示,当子弹的射出速度不高于0.7千米/秒(对应峰值击波压强0.86GPa)时,所有的水熊虫都会慢慢苏醒;一旦子弹速度达到0.9千米/秒(对应峰值击波压强1.14GPa),水熊虫不仅无一生还,甚至还变成了碎片


测试前后的水熊虫。图a、b:测试前的水熊虫;图c:测试后成功恢复的水熊虫;图d:测试中撞成碎片的水熊虫(图片来源:原论文)


创世纪号的金属框架撞击月球表面时,产生的击波压强会远远超过1.14GPa。想来,这些水熊虫小小的身体一定受到了大大的震撼。“我们可以确认它们无法幸存”,这项研究的参与者之一,亚历杭德拉·特拉斯帕斯(Alejandra Traspas)给创世纪号上的水熊虫们出具了“死亡证明”。


虽然它们大概没能在月球上幸存,但凭借着超强的生存能力,水熊虫已经占据了地球上几乎每一个看似不适宜生命居住的角落。水熊虫为何如此强悍?人类有没有机会获得它的这种生存能力?如果你想了解关于水熊虫的更多秘密,欢迎关注我们在11月14日晚20:00的直播活动,现已开放预约!





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