新疆科研人員發(fā)現(xiàn)首個(gè)有望在火星存活的植物

■一種沙漠苔蘚——齒肋赤蘚可以耐受自身98%以上的細(xì)胞脫水、零下196°C超低溫速凍、5000格雷（Gy）以上伽馬輻照而不死，在火星模擬條件下仍能存活并再生出新的植株。這意味著，齒肋赤蘚有望成為首批登陸火星的地球生命體。這是中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所7月1日在線發(fā)表在《The Innovation》上的新研究成果。

■《The Innovation》是由中國青年科學(xué)家與Cell出版集團(tuán)共同創(chuàng)辦的綜合性英文學(xué)術(shù)期刊，2023年期刊影響因子位居全球綜合性學(xué)術(shù)期刊第三位。

期刊《The Innovation》7月1日封面。

中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所研究員李小雙團(tuán)隊(duì)發(fā)表的論文題為《The extremotolerant desert moss Syntrichia caninervis is a promising pioneer plant for colonizing extraterrestrial environments》（《耐極端環(huán)境的沙漠苔蘚——齒肋赤蘚，具備外星環(huán)境生存能力的首個(gè)植物》）。李小雙是論文第一作者。她說，這一研究刷新了極端生命體對(duì)環(huán)境的“耐受”新紀(jì)錄，為人類探索外太空、打造宜居星球提供靈感，并為開拓地外新家園提供理想“利器”。

齒肋赤蘚，從左到右分別為，古爾班通古特沙漠生物結(jié)皮、干燥脫水狀態(tài)的苔蘚、復(fù)水3至5秒后的苔蘚。中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所高貝供圖

齒肋赤蘚是一種全球分布的荒漠苔蘚，大面積集中分布在古爾班通古特沙漠，是該沙漠生物土壤結(jié)皮的優(yōu)勢種。沙漠中的齒肋赤蘚多數(shù)時(shí)候呈現(xiàn)完全脫水的黑褐色休眠狀態(tài)，但一旦遇水就會(huì)實(shí)現(xiàn)秒速的復(fù)蘇、變綠并恢復(fù)生長，成為“荒漠中的綠毯”。

不僅如此，齒肋赤蘚的葉片重疊，可以減少水分蒸發(fā)；葉頂端白色的芒尖能反射強(qiáng)烈的陽光；芒尖的發(fā)育創(chuàng)新性實(shí)現(xiàn)了“自上而下”吸水模式，是一種極其高效的從大氣中集水—輸水的智慧裝置。在生理和代謝層面，齒肋赤蘚能夠保留關(guān)鍵代謝產(chǎn)物，如蔗糖和麥芽糖等。它還具有很強(qiáng)的清除體內(nèi)氧自由基的能力，通過積累高水平的抗氧化酶來保護(hù)自身免受損傷。也正是這些特征，造就了齒肋赤蘚對(duì)極端環(huán)境的耐受力。

齒肋赤蘚還能通過保水固沙、促進(jìn)碳氮循環(huán)、改善土壤肥力等方式改善土壤及大氣環(huán)境，利于其他荒漠植物的定居及存活。

齒肋赤蘚，從左到右分別為，古爾班通古特沙漠生物結(jié)皮、干燥脫水狀態(tài)的苔蘚、復(fù)水3至5秒后的苔蘚。中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所高貝供圖

李小雙說，基于齒肋赤蘚的極端環(huán)境耐受性，將進(jìn)一步開展地外星球航空器搭載實(shí)驗(yàn)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測微重力及多種電離輻射逆境下該物種的生存響應(yīng)及適應(yīng)能力，以及評(píng)估該苔蘚在火星或月球模擬土壤中的生存、生長情況等，為未來齒肋赤蘚登陸外太空奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

該論文為《The Innovation》當(dāng)期封面文章，除李小雙以外，中國科學(xué)院新疆生地所張道遠(yuǎn)研究員、張?jiān)餮芯繂T和中國科學(xué)院院士匡廷云為論文通訊作者。合作單位還包括中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心和中國科學(xué)院植物研究所。