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編譯:張為源
校對:牧夫天文校對組
后期:庫特莉亞芙卡 李子琦
責任編輯:王啟儒
水熊蟲
2025 年月球與行星科學會議于3月10日至14日在得克薩斯州伍德蘭茲舉行,會議提出了一些關于太空探索和科學研究的很有趣的提案。在大膽的設想之上,科學家們還提出了令人興奮的潛在研究機會,旨在解答一些重大問題,包括了“人類如何在太空和外星環境中生存” 這個問題。其中,有一項研究展示了對水熊蟲克服難題的秘訣。
研究由美國宇航局的大使兼宇航員候選人伊莎多拉·阿蘭特斯,以及南里奧格蘭聯邦大學的副教授熱安卡洛·扎納塔共同完成。他們指出,水熊蟲(又名 “水熊”),已成為大量研究的聚焦點。這些極端微生物以其對于惡劣環境超強的適應能力而聞名。它們能夠承受的環境包括溫度從零下 271 攝氏度到超過 150 攝氏度,壓力超過大氣壓力 1200 倍的環境,極度干燥的環境,以及強烈的電離輻射環境。(What's your super power ?)
水熊蟲獨特的Dsup結構
這些特征讓水熊蟲成為了天體生物學研究以及探索地球以外生命可能性的關鍵。根據阿蘭特斯和扎納塔教授的說法,損傷抑制蛋白這樣的特定蛋白質(Dsup)是水熊蟲具備強大適應能力的關鍵。這種蛋白質能在遺傳物質周圍形成一個保護屏障,減輕因輻射暴露而導致的 DNA 損傷和雙鏈斷裂,以此保持基因組的完整性。為了進行這項研究,他們使用格羅麥克斯(Gromacs)軟件對 Dsup 蛋白的分子動力學進行了模擬。
研究結果表明,這種蛋白質是如何通過消散輻射和最小化對 DNA 的干擾來防止基因突變的。此外,他們還研究了熱休克蛋白(HSPs)和抗氧化酶。熱休克蛋白能在熱應激狀態下保持蛋白質的穩定性;同時,抗氧化酶則分別能減輕由高壓和輻射造成的氧化損傷。研究團隊表示,這些發現體現了地球以外的極端環境中可能存在的生命形式:
冰冷的木衛二
“研究結果表明,水熊蟲的強大適應能力反映了在火星、木衛二和土衛六等極端外星環境中可能存在的生命形式。火星有著輻射豐富的環境和間歇性的液態水,而冰冷的木衛二和土衛六擁有地下海洋和低溫環境,這些都變成了理解極端微生物生存情況的參考標準。 舉個例子,相關研究探索了土衛六地下海洋中蛋白質的穩定性,表明在低溫條件下,生命在水氨混合物中存在是有可能的。”
除了天體生物學領域,研究水熊蟲適應能力在生物技術方面也有應用,它們可能會讓人類變得更具適應力。這包括提高抗輻射能力,保護人類細胞免受極端寒冷的影響,以及培育能在極端氣候條件下生存的農作物。阿蘭特斯和扎納塔教授補充,這些應用 “突顯了極端微生物在應對地球上的挑戰方面更廣泛層面的意義,同時也為將來的太空任務奠定了科學基礎”。
他們還指出,進一步采用綜合計算和實驗方法的研究對于揭示極端微生物的生存機制至關重要。這有可能會加深我們對生命在地球以外環境中適應力的理解。
AI
AI一角
5
騰訊元寶
19:41
宇宙中最牛逼的生物是什么?
目前“最牛逼”生物的候選者
1.已知最強:水熊蟲(已實證極端生存能力);
2.潛力最大:硅基生命(理論適應宇宙環境);
3.哲學爭議:病毒(打破生命定義邊界);
4.科幻可能:星系級生命(需突破現有科學框架)。
13:16
水熊蟲能在太空中活多久?
高溫:在151℃下僅能存活數小時;低溫:在-200℃下可存活數天,但-272℃(接近絕對零度)僅能維持2分鐘。
太空中的電離輻射劑量遠超地球環境,水熊蟲的DNA修復能力雖強,但長期暴露仍會導致致命損傷。實驗顯示,在無保護條件下暴露10天,存活率不足10%。
隱生狀態下,水熊蟲需在無氧、無水的環境中保持休眠。若長期缺水,其細胞內的特殊蛋白質會逐漸降解,導致復蘇失敗。若在隱生期間遭遇極端溫度(如月球晝夜溫差達340℃),即使短暫暴露也可能造成不可逆損傷。
隱生狀態下的水熊蟲對輻射的抵抗力增強,但仍無法完全抵御高能宇宙射線。模擬實驗表明,其DNA在長期輻射下可能斷裂,復蘇后修復能力有限。
舉個著名的例子:2007年Foton-M3衛星實驗
水熊蟲被暴露在近地軌道真空和紫外線輻射中10天,約68%的個體存活,部分甚至成功產卵。
加強冰蓋消融、海洋酸化等數據的實時監測,中國秦嶺站等科考站可為極地生態建模提供支撐。
哇哦!膩害膩害。
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——The End——
『天文濕刻』 牧夫出品
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