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水熊蟲(chóng)能在高速撞擊月球后存活嗎?

作者:毛尖尖 2022-03-10 瀏覽: 1,049 評(píng)論:0

摘要: 最近的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),水熊蟲(chóng)甚至能夠在經(jīng)受2.4倍音速(825m/s)的撞擊后存活下來(lái)。 能在接近絕對(duì)零度的條件下生存,能承受令水沸騰的熱量,絲毫不在意太空的真空環(huán)境,對(duì)人類致命的輻射劑量對(duì)它們來(lái)說(shuō)是“小菜一碟”——這就是被稱作“地表最強(qiáng)生物”的緩步動(dòng)物(ta...

最近的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),水熊蟲(chóng)甚至能夠在經(jīng)受2.4倍音速(825m/s)的撞擊后存活下來(lái)。

能在接近絕對(duì)零度的條件下生存,能承受令水沸騰的熱量,絲毫不在意太空的真空環(huán)境,對(duì)人類致命的輻射劑量對(duì)它們來(lái)說(shuō)是“小菜一碟”——這就是被稱作“地表最強(qiáng)生物”的緩步動(dòng)物(tardigrade),俗稱水熊蟲(chóng)(water bear)。

自動(dòng)草稿

圖片來(lái)源:Willow Gabriel, Goldstein Lab

2019 年,以色列發(fā)射了月球航天任務(wù)“創(chuàng)世紀(jì)號(hào)”。這項(xiàng)任務(wù)原本計(jì)劃在月球表面軟著陸,它被寄予厚望,因?yàn)橐坏┏晒?,它將成為第一架由私營(yíng)機(jī)構(gòu)資助的登陸月球的探測(cè)器,而以色列也會(huì)成為全球第四個(gè)有探測(cè)器在月球表面軟著陸的國(guó)家。

但不幸的是,就在準(zhǔn)備登陸月球的幾分鐘前,探測(cè)器與地球失去了聯(lián)系,失控地撞向了月球。

“創(chuàng)世紀(jì)號(hào)”傳送回的最后一批照片之一。

“創(chuàng)世紀(jì)號(hào)”傳送回的最后一批照片之一。| 圖片來(lái)源:SpaceIL/IAI via YouTube

原本這是一次令人遺憾的失敗,但隨后卻引發(fā)了一些額外的顧慮。因?yàn)樘綔y(cè)器還攜帶了一批特殊的“乘客”,在這次撞擊事件中一起墜在了月球表面。

這些“乘客”能在接近絕對(duì)零度的條件下生存,能承受超過(guò)水的沸點(diǎn)的熱量。它們絲毫不在意太空的真空環(huán)境,對(duì)人類致命的輻射劑量對(duì)它們來(lái)說(shuō)是“小菜一碟”。這些生物也被稱為緩步動(dòng)物,還有一個(gè)更為人熟知的名字:水熊蟲(chóng)。

由于水熊蟲(chóng)超強(qiáng)的生存能力,它們的墜落引發(fā)了對(duì)月球表面污染的擔(dān)憂。一些科學(xué)家相信,這種生物一定有能力在撞擊事件中生存下來(lái),而更多人都很好奇,想知道這些緩步動(dòng)物面臨的情況究竟如何。

受到這一事件的啟發(fā),一組科學(xué)家進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),讓這種微小的生物以子彈一樣飛快的速度受到撞擊。在一定程度上,這種動(dòng)物確實(shí)可以存活。實(shí)驗(yàn)也對(duì)它們?cè)谔罩猩娴哪芰?,以及其他星球上孕育生命的可能性提出了新的限制。研究已于近日發(fā)表在《天體生物學(xué)》。

研究人員希望以一種相對(duì)道德的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他們給約 20 只水熊蟲(chóng)喂食了苔蘚和水后,將這些小動(dòng)物冷凍了 48 小時(shí),使它們進(jìn)入休眠,也就是一種被稱為“tun”的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下,水熊蟲(chóng)的新陳代謝降低到了正常活動(dòng)的 0.1%。

隨后,他們把兩到四只水熊蟲(chóng)裝在一個(gè)空心尼龍子彈中,并用二級(jí)輕氣炮以不斷增加的速度射出,將子彈射向數(shù)米開(kāi)外的一個(gè)沙質(zhì)標(biāo)靶中。二級(jí)輕氣炮是一種用于物理實(shí)驗(yàn)的工具,它可以讓子彈達(dá)到相當(dāng)高的初速度。

二級(jí)輕氣炮。

二級(jí)輕氣炮。| 圖片來(lái)源:NASA WSTF

在實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這種生物能夠承受每秒 825 米的撞擊,在瞬間沖擊壓高達(dá) 1.01 GPa 的情況下存活;但當(dāng)速度達(dá)到每秒 901 米(瞬間沖擊壓達(dá) 1.14 GPa)時(shí),它們便無(wú)法幸免于難,會(huì)在事故中變成一團(tuán)漿糊。

實(shí)驗(yàn)中的一些水熊蟲(chóng)。(a)(b)為實(shí)驗(yàn)前的水熊蟲(chóng)。(c)展示了在每秒728米的撞擊實(shí)驗(yàn)后存活下來(lái)的水熊蟲(chóng)。(d)為每秒901米的撞擊實(shí)驗(yàn)后留下的水熊蟲(chóng)碎片。| 圖片來(lái)源:Traspas, A. & Burchell, M. J. / Astrobiology (2021)

實(shí)驗(yàn)中的一些水熊蟲(chóng)。(a)(b)為實(shí)驗(yàn)前的水熊蟲(chóng)。(c)展示了在每秒728米的撞擊實(shí)驗(yàn)后存活下來(lái)的水熊蟲(chóng)。(d)為每秒901米的撞擊實(shí)驗(yàn)后留下的水熊蟲(chóng)碎片。| 圖片來(lái)源:Traspas, A. & Burchell, M. J. / Astrobiology (2021)

科學(xué)家認(rèn)為,這一結(jié)果基本可以幫我們確認(rèn),“創(chuàng)世紀(jì)號(hào)”上的緩步動(dòng)物應(yīng)該不太可能存活。盡管著陸器被認(rèn)為是以每秒幾百米的速度墜毀的,但它的金屬框架撞擊地面時(shí)產(chǎn)生的沖擊壓應(yīng)該遠(yuǎn)高于 1.14 GPa。

這項(xiàng)研究同樣對(duì)“泛種論”(panspermia)提出了新的限制。這一理論認(rèn)為,一些生命形式可能在不同星球之間轉(zhuǎn)移,在行星或者衛(wèi)星遭受撞擊后,碎片殘骸連同“生命偷渡者”飛濺到太空,并最終抵達(dá)新世界,從而使生命在宇宙中傳播。

但一些科學(xué)家認(rèn)為,這項(xiàng)研究很好地說(shuō)明了,復(fù)雜的多細(xì)胞動(dòng)物并沒(méi)有那么容易被轉(zhuǎn)移。換句話說(shuō),對(duì)動(dòng)物來(lái)說(shuō),地球就像是一座生物地理的孤島,動(dòng)物就是島上不會(huì)飛的鳥(niǎo),被困在這里了。

但也有人表示,泛種論確實(shí)“很難實(shí)現(xiàn)”,但并非完全不可能。隕石撞擊地球的速度通常會(huì)超過(guò)每秒 11 千米。在火星上,它們至少能以每秒 8 千米的速度撞擊。這些速度確實(shí)遠(yuǎn)高于緩步動(dòng)物能夠生存的門檻。

不過(guò),隕石的某些部分在撞擊時(shí)可能會(huì)經(jīng)歷較低的沖擊壓,水熊蟲(chóng)或許存在“一線生機(jī)”。此外,根據(jù)先前的研究,與水熊蟲(chóng)相比,一些微生物能夠承受更高強(qiáng)度的沖擊,甚至有機(jī)會(huì)在每秒 5 千米的撞擊中生存下來(lái)。

#參考來(lái)源:

https://www.sciencemag.org/news/2021/05/hardy-water-bears-survive-bullet-impacts-point

https://www.liebertpub.com/doi/full/10.1089/ast.2020.2405

原文標(biāo)題:水熊蟲(chóng)能“入侵”月球嗎?