新疆生地所沙漠苔藓齿肋赤藓极端生存能力研究迎来突破 助力外星环境拓殖

新疆生地所沙漠苔藓齿肋赤藓极端生存能力研究迎来突破 助力外星环境拓殖 中国科学院新疆生态与地理研究所张道远研究员和张元明研究员团队聚焦于一种沙漠苔藓齿肋赤藓（Syntrichia caninervis），揭示齿肋赤藓的生存极限及适应策略，研究表明该藓能耐受自身98%以上的细胞脱水、-196°C超低温速冻、5000 Gy以上伽马辐照而不死，且在火星模拟条件（650±30 Pa，-60°C ~20°C，95%CO2，多种UV辐射）下仍能存活并再生出新的植株。这一研究刷新了极端生命体对环境的“耐受”新记录，为人类探索外太空、打造宜居星球提供灵感，并为开拓地外新家园提供理想“利器”。相关研究成果“The extremotolerant desert moss Syntrichia caninervis is a promising pioneer plant for colonizing extraterrestrialenvironments”以封面文章发表于国际高影响力期刊The Innovation (IF: 33.2)上，中国科学院新疆生态与地理研究所李小双研究员为论文第一作者，张道远研究员、张元明研究员和匡廷云院士为论文通讯作者。合作单位还包括中国科学院国家空间科学中心和中国科学院植物研究所。图1 论文作为The Innovation期刊第五卷第四期封面发表图2 论文图文摘要图3 齿肋赤藓在模拟火星环境下能够存活 ... PC版： 手机版：

新疆科研人员发现「首个有望在火星存活的植物」，这种植物有哪些特殊性？在火星生存需要哪些条件？

新疆科研人员发现「首个有望在火星存活的植物」，这种植物有哪些特殊性？在火星生存需要哪些条件？ 赵泠的回答 齿肋赤藓 Syntrichia caninervis 能在恶劣条件下休眠、在环境好转后苏醒。实验显示，它可以在休眠状态下耐受类似火星的缺氧环境、极度干燥、低温、强紫外辐射[1]。参考 1 的作者尚未考察齿肋赤藓对火星土壤成分的承受能力，更未声称齿肋赤藓能暴露在当前火星表面生长、繁衍。 看起来，相关新闻存在事实错误： ● 用休眠当“存活”，植物界有大把绿藻等着你去报道，齿肋赤藓绝不会是“首个有望在火星存活的植物”。读者可以合理怀疑，这“首个”是翻译错误。 ● 这问题复制的新闻内容将论文标题《The extremotolerant desert moss Syntrichia caninervis is a promising pioneer plant for colonizing extraterrestrial environments》译为“耐极端环境的沙漠苔藓犬齿赤藓，具备外星环境生存能力的首个植物”，似乎是翻译软件出了重大偏差。“先锋”与“首个”完全不是一回事。 ● 将 Syntrichia caninervis 译为“犬齿赤藓”可作为这是机翻的佐证。 ● 先锋植物（pioneer plant）可以指群落演替中最先出现的植物物种、演替早期或中期的优势植物物种。对于“人在火星上建造的人工生态系统”，先锋植物取决于人的选择。 如果你要考虑“火星上的温室会经常被风掀开顶盖、在火星上运输植物的车辆会是不密封的”，那么齿肋赤藓的休眠特性用得上。正常情况下，你不会这么搞火星温室的。对于火星居住区的农作物，你会更关注产量而非环境耐性。 via 知乎热榜 (author: 赵泠)

新疆找到有望在火星存活的植物：零下196℃冻不死、5000Gy伽马辐射照不死

新疆找到有望在火星存活的植物：零下196℃冻不死、5000Gy伽马辐射照不死 这一重要科研成果吸引了国内外媒体的广泛关注，一周以来，上百家媒体以文配图、视频、漫画等多种形式进行了大量报道。据悉，在新疆科考项目支持下，中国科学院新疆生态与地理研究所张道远研究员和张元明研究员团队聚焦于沙漠极端环境的“先锋物种”齿肋赤藓。通过科学实验，首次系统证明齿肋赤藓能耐受自身98%以上的细胞脱水实现“干而不死”、耐受-196℃超低温速冻实现“冻而不死”、耐受超过5000Gy伽马辐射实现“照而不死”，且能够快速实现复苏、变绿并恢复生长，具有非凡的复原力。这些数据是目前所报道植物可耐受特殊环境的极限，刷新了对极端生物环境耐受性的认知。据了解，齿肋赤藓的叶片重叠，可以减少水分蒸发，叶顶端白色的芒尖还能反射强烈的阳光。此外，芒尖创新性实现了“自上而下”吸水模式，这是一种极其高效地从大气中集水-输水的智慧装置。不仅如此，它在生理和代谢层面，能够在逆境中进入一种选择性代谢休眠状态，还能在逆境解除后迅速提供恢复所需的能量。研究还发现，在复合多重逆境的火星模拟条件下，齿肋赤藓仍能存活并在恢复适宜环境后再生出新的植株。这也是高等植物在火星模拟条件下存活的首次报道。这意味着，齿肋赤藓有望成为首批登陆火星的地球生命体。 ... PC版： 手机版：

【为了测试人类能否在火星生存，NASA 让他们在南极洲徒步 4000 公里】科学家们认为，南极洲极端的条件和特别的景观，与未来宇

【为了测试人类能否在火星生存，NASA 让他们在南极洲徒步 4000 公里】科学家们认为，南极洲极端的条件和特别的景观，与未来宇航员在月球和火星执行任务时所面临的情况相似，因此他们招募了两名英国探险家，观察人类被推向极限时的适应性，最终生成供太空探索参考的基因组、生理、心理和环境数据模型。 #抽屉IT

科学家在智利阿塔卡马沙漠发现前所未见的微生物地下栖息地

科学家在智利阿塔卡马沙漠发现前所未见的微生物地下栖息地 科学家利用新的 DNA 分析技术在智利阿塔卡马沙漠深处发现了多种微生物生命，为极端环境中的生物多样性提供了见解，并对地外生命研究产生了潜在影响。永盖-普拉亚，智利阿塔卡马沙漠最干旱的地区之一。资料来源：D. Wagner, GFZ这是以新开发的分子 DNA 分析方法为基础的，这种方法可以集中提取和分析细胞内 DNA。这些DNA来自活生物体或休眠生物体的完整细胞，因此可以检测到栖息在深达4.20米的极干旱土壤中的有生命力和潜在活性的微生物群落。这项发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS Nexus）上的研究，扩大了我们对干旱、盐碱和营养缺乏等极端条件下接近生命极限的地区生物多样性的了解。研究结果还对寻找其他星球上的生命有一定意义。沙漠是地球上最大、最脆弱的生态系统之一。虽然那里的条件最恶劣、最危及生命，但却孕育着微生物生命。在没有定期降雨的情况下，微生物利用矿物质和盐分等土壤成分以及大气中的气体作为能量和水分来源，成为调解养分流动的最重要生态成分。"微生物多样性和分布的研究对于充分了解微生物过程在维持沙漠生态系统生态平衡和功能性方面的核心作用至关重要，尤其是在气候变化背景下沙漠生态系统的未来发展方面。"永盖-普拉亚研究遗址：挖掘出的剖面坑和安托法加斯塔大学的实验室手推车。图片来源：L. Horstmann, GFZ智利北部 105000 平方公里的阿塔卡马沙漠被认为是世界上最干旱的炎热沙漠。因此，这里非常适合研究这种栖息地。研究人员已经对水深约一米的浅水区进行了调查。在这里，他们了解到这是一个可以抵御紫外线辐射的利基栖息地，而且这里仍有水源，微生物可以在此繁衍生息。另一方面，迄今为止只有少数研究对沙漠土壤的深层进行了分析。因此，GFZ 地球微生物学组的博士生卢卡斯-霍斯曼（Lucas Horstmann）和博士后研究员丹尼尔-利普斯（Daniel Lipus），以及该组负责人、波茨坦大学地球微生物学和地球生物学教授德克-瓦格纳（Dirk Wagner）领导的研究小组重点研究这些土壤。其他同事来自柏林工业大学和智利安托法加斯塔大学。研究人员希望测试极度干旱的阿塔卡马沙漠深层沉积物是否也能成为特殊微生物的栖息地。研究小组在安托法加斯塔东南约 60 公里处的永盖地区对土壤剖面进行了研究，分析了沿深度剖面的微生物多样性及其与土壤特性的相互作用，该深度剖面既包括台地沉积物，也包括下面的冲积扇沉积物，最深处达 4.2 米。为此，他们挖掘了一个土壤剖面，每隔 10 厘米采集一个土壤样本，深度达 3 米，然后每隔 30 厘米采集一个样本，这些样本被送往德国联邦科学研究中心的实验室进行分析。为了检测样本中的生命痕迹，科学家们使用了德克-瓦格纳（Dirk Wagner）等人在德国科学研究基金会（GFZ）开发的分子 DNA 分析新技术：使用一种特殊的提取方法，可以从样本中只过滤出细胞内 DNA，即来自完整和潜在活性细胞的 DNA。为此需要使用各种化学试剂、离心机和过滤器。瓦格纳强调说："这种方法对极端环境中微生物多样性的研究是一个重大改进，因为它有效地排除了死细胞 DNA 产生的偏差，即使由于生物量较低而达到其他方法的检测极限时，仍能提供有效数据。"通过对样本进行细胞内 DNA 提取和随后的基因测序，研究人员能够鉴定出深度达 4.2 米的潜在微生物。在上层 80 厘米处，他们主要发现了属于固着菌门的微生物，但它们的数量随着深度的增加而减少，可溶性盐的含量也随之增加。研究人员猜测，高浓度盐分和日益缺水也可能是导致微生物在沙丘沉积物下部停止定殖的原因。在这方面，他们的研究结果与之前的研究结果是一致的。然而，霍斯特曼和瓦格纳的研究小组再次在两米以下的冲积扇沉积层中发现了一个微生物群落。该群落比地表群落更加多样化，很可能与地表完全隔离。它主要由属于放线菌门的细菌组成，放线菌门是一个具有特殊成员的群体，通常存在于干燥或原始的土壤中。古剖面上部。资料来源：D. Wagner, GFZ这些微生物的存在可能与水泡石膏的存在有关，水泡石膏可溶解成无水石膏，从而提供另一种水源。本研究中观察到的生物属于可利用氢气等痕量气体作为能量来源，利用二氧化碳作为碳源进行生长的物种。第一作者卢卡斯-霍尔曼（Lucas Hormann）说："这种类型的新陈代谢被称为化学溶解自养，其他研究表明，它对有机物作为碳源极其有限的极干旱土壤非常重要。因此，对于本研究中调查的孤立的地下壁龛来说，它也可能是必不可少的。"总结与展望：令人惊叹的沙漠生物多样性及其对地外生命的影响霍斯特曼总结道："这个地下群落在两米深以下的冲积扇沉积物中茁壮成长，显示出惊人的多样性和生态稳定性，它的发现挑战了我们目前对沙漠生态系统的认识。"作者认为，该群落可能早在 1.9 万年前就已在土壤中定植，当时土壤还未被洼地沉积物掩埋，他们还假设该群落可能会继续向下延伸一段未知的距离，这代表了超干旱沙漠土壤中以前未知的深层生物圈。合著者德克-瓦格纳（Dirk Wagner）说："鉴于旱地在地球上的广泛分布，在以前未开发的地下土壤中存在潜在的碳结合群落，不仅对沙漠中的生物多样性，而且对全球范围的元素循环都有深远影响。这表明这些生境的重要性至今仍被低估。这也强调了地表下栖息地对于未来全面了解沙漠生态系统的重要性"。研究人员强调，这项研究的结果不仅对我们的地球有影响，而且也与正在进行的关于在其他行星上寻找生命的讨论有关："火星上存在类似于冲积扇沉积物中的石膏沉积物，这对天体生物学具有重大意义。这些地表下群落与阿塔卡马的石膏基质的联系可能会提供进一步的证据，证明火星上的石膏沉积不仅表明过去可能存在液态水，而且还可能成为目前微生物生命的宜居环境。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

“好奇号”漫游车发现火星地表存有令科学家困惑不已的甲烷成分

“好奇号”漫游车发现火星地表存有令科学家困惑不已的甲烷成分 然而，"好奇号"上的便携式化学实验室（即"SAM"或"火星样本分析"）不断在盖尔陨石坑表面附近嗅出甲烷气体的踪迹，这是迄今为止火星表面唯一检测到甲烷的地方。科学家认为，甲烷的来源可能是地下深处的水和岩石的地质机制。南美洲阿尔蒂普拉诺地区的基斯基罗盐滩上布满了卤水湖，它代表了科学家们认为火星盖尔陨石坑可能存在过的那种地貌，美国宇航局的好奇号漫游车正在探索火星盖尔陨石坑。图片来源：Maksym Bocharov如果这就是故事的全部，那事情就简单多了。然而，萨姆发现，甲烷在盖尔陨石坑的表现出人意料。它晚上出现，白天消失。它随季节波动，有时会飙升到比平时高 40 倍的水平。令人惊讶的是，甲烷并没有在大气中积聚：欧洲航天局（ESA）的ExoMars痕量气体轨道器被派往火星专门研究大气中的气体，但它没有探测到甲烷。为什么有些科学仪器能探测到红色星球上的甲烷，而有些却探测不到？美国宇航局南加州喷气推进实验室的好奇号项目科学家阿什温-瓦萨瓦达（Ashwin Vasavada）说："这是一个情节曲折的故事。"甲烷让火星科学家们忙于实验室工作和计算机建模项目，这些项目旨在解释为什么这种气体表现奇怪，而且只在盖尔陨石坑被探测到。美国国家航空航天局（NASA）的一个研究小组最近分享了一项有趣的提议。这是一个模拟火星岩石样本，是由碎石和尘埃组成的"土壤"。这是科学家们用火星上普遍存在的一种叫做高氯酸盐的盐注入的五个样本中的一个。他们在马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的火星模拟舱中，将每个样本暴露在类似火星的条件下。上图样本中的脆性团块表明，由于盐的浓度太低，该样本中没有形成盐封。资料来源：美国国家航空航天局/亚历山大-帕夫洛夫《地球物理研究杂志》（Journal of Geophysical Research：该研究小组认为，无论是如何产生的甲烷都可能被封存在火星碎石（由碎石和尘土构成的"土壤"）中可能形成的凝固盐下。当气温在温暖的季节或白天升高时，密封性减弱，甲烷就会渗出。在位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的行星科学家亚历山大-帕夫洛夫的领导下，研究人员认为，当密封件在压力下裂开时，例如，一辆小型越野车大小的漫游车驶过密封件时，气体也会喷涌而出。帕夫洛夫说，考虑到盖尔陨坑是火星上两个有机器人在地表漫游和钻探的地方之一，研究小组的假设可能有助于解释为什么只在盖尔陨坑检测到甲烷。(另一个是杰泽罗陨石坑，美国宇航局的毅力号漫游车正在那里工作，不过该漫游车没有甲烷探测仪器）。这是从火星模拟舱中取出的另一个模拟火星"土壤"样本。表面被一层坚固的盐壳密封。亚历山大-帕夫洛夫和他的团队发现，样品在类似火星的条件下放置 3 到 13 天后，只有当高氯酸盐浓度达到 5%到 10%时，才会形成这样的分层。样本中央用金属镐划过的地方颜色较浅。浅色表明表层下的土壤更干燥，样本从模拟舱中取出后，表层立即吸收了空气中的水分，变成了棕色。资料来源：美国国家航空航天局/亚历山大-帕夫洛夫帕夫洛夫将这一假设的起源追溯到他在2017年领导的一项与此无关的实验，该实验涉及在注入盐分的模拟火星永久冻土（冻土）中培育微生物，而火星永久冻土的大部分都是盐分。他的同事们测试了生活在咸水湖和地球上其他富盐环境中的被称为嗜卤菌的细菌是否能在火星上类似的条件下茁壮成长。微生物生长的结果并不确定，但研究人员注意到了一些意想不到的现象：土壤表层形成了一层盐壳，因为含盐的冰升华了，从固态变成了气态，并留下了盐。帕夫洛夫说："我们当时并没有多想。"但他想起了 2019 年的土壤结壳，当时萨姆的可调激光光谱仪探测到了无人能解释的甲烷爆发。"就在那时，我的脑海中闪现出一个念头。就在那时，他和一个团队开始测试能够形成和破解硬化盐封的条件。"好奇号旨在回答这个问题：火星是否曾经有过适宜的环境条件来支持被称为微生物的小生命形式？在执行任务的早期，好奇号的科学工具发现了火星上过去宜居环境的化学和矿物证据。它将继续探索火星可能是微生物生命家园时期的岩石记录。资料来源：美国国家航空航天局帕夫洛夫的研究小组测试了五份永久冻土样本，其中注入了不同浓度的高氯酸盐，这种盐在火星上广泛存在。(今天的盖尔陨石坑可能没有永久冻土，但这些封印可能是很久以前盖尔陨石坑更冷更冰的时候形成的）。科学家们在美国宇航局戈达德分部的火星模拟舱内将每个样本暴露在不同的温度和气压下。团队定期向土壤样本下方注入甲烷类似物氖，并测量其下方和上方的气体压力。样本下方的压力越高，说明气体被困住了。最终，在类似火星的条件下，只有在高氯酸盐浓度为 5%至 10%的样本中，才会在 3 至 13 天内形成密封。这比好奇号在盖尔陨石坑测量到的盐浓度要高得多。但那里的碎屑岩富含一种不同类型的盐矿物硫酸盐，帕夫洛夫团队接下来要测试的是硫酸盐，看看它们是否也能形成封印。提高我们对火星上甲烷生成和破坏过程的了解是2022 年 NASA 行星任务高级审查提出的一项关键建议，而像帕夫洛夫这样的理论工作对这项工作至关重要。不过，科学家们表示，他们还需要更加一致的甲烷测量结果。SAM 每年只嗅探甲烷几次，因为它的主要工作是从地表钻取样本并分析其化学成分。戈达德的查尔斯-马莱斯平（Charles Malespin）是 SAM 的首席研究员，他说："甲烷实验是资源密集型的，因此我们在决定进行实验时必须非常有策略。"然而，科学家们说，举例来说，要测试甲烷水平飙升的频率，就需要新一代的地表仪器，从火星上的许多地方持续测量甲烷。瓦萨瓦达说："甲烷方面的一些工作必须留给未来的地表航天器去做，它们更专注于回答这些具体问题。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：