人们正准备将生命从我们的太阳系扩展到整个宇宙中。但是,第一种进行星际旅行的生命形式可能不 会是人类,甚至是大多数人都不认识的生物。科学家们计划在第一次穿越奥尔特云(太阳系周围冰屑 环)和进入星际空间的旅程中,让体型微小、胖乎乎的粉色缓步类动物——水熊(tardigrades)充当 主角。为什么要选择水熊?如果你以前听说过这种八条腿的小动物,可能知道它们对宇宙中充斥的危 险有着非常强的抗性性。 水熊看起来就像《爱丽丝梦游仙境》中的烟熏毛虫(hookah-smoking caterpillar)。它们的体长从 0.05毫米到1.2毫米之间不等,但通常不会超过1毫米长。水熊可以在任何地方生存,但它们喜欢生活 在湖底的沉积物中,在潮湿的苔藓或其他潮湿环境中。它们还能在各种温度和环境中存活。 综合分类信息系统(ITIS)数据显示,缓步类动物中有超过1000种已知物种。贝克大学缓步类动物首 席研究员威廉·米勒表示,这些生物非常丰富。在七大洲已经发现上千个物种,从最高的山脉到最低 的海洋,都能发现它们的踪迹。许多缓步类动物都生活在水里,但在陆地上,你也可以在有苔藓或地 衣的地方发现它们。 水熊的嘴可以向外延伸,露出锋利的牙齿,这些牙齿被用来抓取食物。它们会游泳,使用腿部推动水 熊向前获取食物。为了维持生存,水熊会从海藻、地衣和苔藓中吸收汁液。有些物种是食肉动物,甚 至同类相食,它们可以捕食其他的缓步类动物。水熊通过有性繁殖和无性繁殖来繁衍后代,这取决于 具体物种。它们每次产下1至30只卵。在有性生殖过程中,雌性会产卵,雄性会给它们受精。在无性 繁殖中,雌性会产卵,然后在没有受精的情况下发育。 这些小动物几乎坚不可摧。研究发现,水熊能在零下200摄氏度或超过148.9摄氏度的环境中生存。它 们还能在辐射、沸腾液体、高达深海六倍压力的条件下存活,甚至在没有任何保护的情况下,也能在 太空的真空环境下生存。 事实上,水熊甚至可以在人类灭绝之后继续生存。哈佛大学和牛津大学的科学家们研究了未来几十亿 年中发生某些天文事件的概率,包括地球上撞击小行星、附近超新星爆炸以及伽玛射线暴发等。然 后,他们研究了这些事件可能会摧毁地球上最强壮物种的可能性。研究人员在《科学报告》杂志上发 表的研究称,尽管如此灾难性的事件很可能会使人类灭绝,但大多数水熊都会存活下来。尽管附近的 超新星或大型小行星撞击对人类来说是灾难性的,但缓步类动物可能不会受到影响。因此,似乎生命 一旦诞生,就很难被彻底消灭。大量的物种,甚至整个物种可能会灭绝,但整个生命将继续下去。 2007年,科学家们发现,这些微生物可以在寒冷、充满辐射以及真空的外太空中生存。一个欧洲研究 团队还用FOTON-M3火箭将活体水熊上上地球轨道停留了10天。当水熊返回地球时,科学家们发现有 68%存活下来。尽管据我们所知,水熊在太空中的生存能力是独一无二的,但米勒坚持认为,它们并 非是自己进化出这种能力的,而是这种生物来自外星球。更确切地说,水熊的太空生存能力是一种奇 怪反应的结果,它们已经进化出了克服危及生命的缺水问题困扰。 在地球上某些最干燥的地方,也可以找到水熊的身影。米勒说:“我从西奈沙漠的岩石下收集到活体 水熊,那里过去25年里没有任何降雨记录。”然而,这些技术上属于水生生物的水熊,需要一层薄薄 的水来做很多事情,包括吃东西、交配或四处走动。没有水,它们就像搁浅的海豚。但是,居住在陆 地上的水熊已经进化出了克服干旱维持生存的奇异解决方案:当它们的环境干涸时,身体也会脱水。 水熊将进入一种被称为脱水状态,在这种状态下,它们会萎缩,失去体内绝大部分水分(仅保留 3%),并将新陈代谢速度降低到正常速度的0.01%。在这种状态下,水熊只会坚持下去,什么也不 做,直到体内再次注入液体。当这种情况发生时,水熊就会像被重新浇水的海绵一样复活,就像什么 都没有发生过一样。更令人惊讶的是,水熊可以在这种奇怪状态下存活10年。 米勒表示,研究人员认为,有些水熊物种甚至可以在干燥的环境中生存长达一个世纪。然而,水熊的 平均寿命很少能超过几个月。米勒说:“这听起来很奇怪。即使这些水熊的生命只能存活数周或几个 月,但它的寿命却可以延长许多年。” 那么水熊如何在真空中保护自己?在干旱的状态下,水熊几乎可以完全恢复。实验室测试表明,水熊 可以忍受完全真空环境,以及相当于最深海洋5倍的强烈压力。缅因州联合大学(Unity College)的缓 步类动物首席研究员艾玛·佩里(Emma Perry)表示,其恢复力的确切来源仍是个谜。佩里指出:“总 的来说,我们对这个物种的能力知之甚少,特别是当我们谈论分子水平的时候。” 但是科学家们已经了解到,当水熊进入它的脱水状态时,它用一种叫做海藻糖的糖分子取代了部分细 胞成分。研究人员认为,这种海藻糖分子不仅能取代水,而且在某些情况下,还能在物理上限制该生 物体内残留的水分子,防止它们在高温和低温的情况下迅速膨胀。这一点很重要,因为水分子的膨胀 (比如当你被冻伤时发生的情况)会对大多数动物造成瞬间细胞死亡。 如何应对太空辐射?太空是致命的,不仅仅因为那里处于真空状态。在我们的保护大气层之外,还有 来自遥远的超新星、太阳以及其他来源的致命辐射。太空辐射以有害带电粒子的形式出现,它们可以 嵌入动物体内,撕裂分子,比修复更快的速度破坏DNA。但水熊似乎对迎接太空生活做好了奇怪的准 备。 据NASA太空辐射实验室负责人彼得·圭多(Peter Guida)说,对于宇航员(或水熊)来说,最大的辐 射问题是被称为活性氧的分子。电离辐射进入人体,钻入含有氧气的任性分子中。简单来说,这些新 辐照的分子会穿过身体,造成各种各样的伤害。而在脱水状态下,水熊产生了异常数量的抗氧化剂, 可以有效地中和那些漫游、邪恶的活性氧分子。在一定程度上,正是由于这种天赋,研究人员发现, 水熊可以抵抗更高的辐射剂量。水熊之所以能在高辐射剂量下存活的原因也是一个谜。然而,米勒指 出了一个重要的理论:也许水熊曾被风吹起,并在地球的大气中生存下来,进而进化出这种特殊能 力。这不仅能解释它们的韧性,而且还能解释它们为何能在世界各地被发现。 国际自然保护联盟没有评估水熊的受威胁程度。但据《国家地理》报道,它们也不在任何其他濒危物 种名单上,在过去大约5亿年的时间里,它们经历了5次大规模灭绝事件而幸存下来。这种韧性,再加 上它们的微小体型(不到1毫米长),使得水熊成为太阳系外第一次星级巡航的最佳人选。 美国太空网曾报道,这些水熊可以在激光支持下,以相对速度(或接近光速的速度)前往太阳系的边 缘。这种太空之旅计划包括在美国宇航局(NASA)的星光计划(Starlight program)中,该项目的目标 是利用光子将微小物体以极限速度推向邻近的恒星。 水熊的这些特殊能力,使它们特别适合于太阳系外实验:它们堪称是超级脱水器和超级冷冻机。在极 度脱水和寒冷情况下,水熊会缩成小团。当条件改善时,它们会补充水分(或融化体内的液体),重新 恢复生机。星光计划的作者在他们的网站上写道,这意味着,在不同的条件下,水熊可以周期性地被 剔除、储存和重新唤醒,以观察它们的行为。与此同时,线虫(C. elegans)也成为这次旅行的最佳 候选人,因为科学家们已经掌握了大量关于它们基因和行为的数据。它们体内只有1000个细胞,研究 起来相当简单。尽管它们体型很小,但它们可以观察自己的环境,并从中学习以调整行动。而且,就 像缓步类动物那样,它们也可以被冷冻和恢复。 当然,这两个物种都处于动物体型的低端。线虫需要借助显微镜才能观察到,而水熊则是肉眼可见 的。它们都足够小,可以把带上地球生命的微型宇宙飞船作为第一次星际之旅的载体。尽管这个计划 还未确定,但俄罗斯慈善家、突破摄星(Breakthrough Starshot)计划赞助者尤里·米尔纳(Yuri Milner)表示,第一次星际旅行可能会在20年到25年内成为现实,其中一个目的地是我们最接近的恒 星系统——半人马座阿尔法星(Alpha Centauri)。币拍网海外微信红包充值!