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水熊虫的耐受力也有极限! 精选

已有 2499 次阅读 2021-5-21 10:54 |系统分类:海外观察

水熊虫是目前发现的地球上生存能力最强的动物,但科学家最近发现水熊虫耐受撞击的能力也有限制。它们可以在接近绝对零度的温度下生存。它们能承受超过沸点水的温度。它们可以摆脱太空的真空和对人类致命的辐射剂量。现在,研究人员对一种被亲切地称为水熊的微观生物,进行了像飞行子弹一样快撞击。动物们竟然也活了下来,但这种生存也存在一定限度。这项试验对它们在太空中生存的能力以及可能在其他星球上孕育生命的能力提出了新的限制。

这项研究的灵感来自于2019年以色列的Beresheet计划,该计划试图登陆月球。众所周知,探测器上有水熊,但当时没有向公众披露,而着陆器和乘客一起坠毁,引发了对污染的担忧。“我很好奇,”伦敦玛丽女王大学的博士生亚历杭德拉·特拉帕斯说,她领导了这项研究。“我想知道这些太空水熊是否还活着。

特拉斯帕斯和她的导师,肯特大学的行星科学家马克·波切尔,想要弄清楚水熊是否能在这样的撞击中生存下来——他们想要合乎伦理地进行他们的实验。因此,在给大约20水熊喂食苔藓和矿泉水后,他们将它们冷冻48小时,进入冬眠状态,即所谓的“吞”状态,在这种状态下,它们的新陈代谢下降到正常活动的0.1%

然后,他们将24颗子弹装入空心尼龙子弹中,并使用两级轻气枪以更快的速度发射它们。物理实验中,这种枪的初速远高于任何传统枪。研究人员在本月的《天体生物学》杂志上报告说,当向几米外的沙质目标发射子弹时,这些生物能够在高达900/(或约3000公里/小时)的撞击下生存,瞬时冲击压力最高可达1.14亿帕斯卡(GPa)。特拉帕斯说:但是如果超过(这些速度)这些动物就会软。

结果表明,Beresheet上的水熊不太可能存活。特拉斯帕斯说,尽管该着陆器被认为以每秒几百米的速度坠毁,但其金属框架撞击表面时产生的冲击压力将“远远高于”1.14 GPa。“我们可以确认他们没有活下来。”

这项研究还对一种叫做“生源说”的理论提出了新限制。该理论认为,某些形式的生命可能在两个世界之间移动,就像小行星撞击行星或月球后陨石上的偷猎者一样。最终,陨石可能会撞击另一颗行星——连同它的生命货物。

爱丁堡大学的天体生物学家查尔斯·科克尔(Charles Cockell)没有参与这项研究,他说,这项研究表明了生源说是多么不可能。他说:“这篇论文表明复杂的多细胞动物不能轻易转移。”换句话说,就动物而言,地球是一个生物地理岛屿。动物们被困住了,就像岛上的不会飞的鸟。

然而,特拉斯帕斯说,这虽然表明生源说“很困难”,但并非不可能。陨石撞击地球的速度通常超过每秒11公里。在火星上,它们的碰撞速度至少为每秒8公里。这些速度远远超过了缓步动物生存的门槛。然而,Traspas说,陨石撞击地球或火星的部分会经历较低的冲击压力,水熊仍然可以存活。

物体以更低的速度撞击月球。特拉斯帕斯和波切尔说,当撞击地球时,岩石和碎片飞溅到月球上,其中约40%的物质可以以足以让任何水熊存活的低速度运动,理论上可以让它们从地球跳到月球上。他们补充说,类似的通道可能发生在火星到其卫星火卫一之间。其他生命存活的几率可能更高根据之前的研究,与水熊相比,一些微生物可在每秒5000米的速度更快的影响下生存。

这项新实验也对我们探测太阳系外冰冷卫星上生命的能力产生了影响。例如,土星的卫星恩克拉多斯(Enceladus)和木星的卫星欧罗巴(Europa)一样,会从表层下的海洋中向太空喷射出能够支持生命的水柱。如果这项新研究的发现适用于羽流中可能存在的生命,那么一艘以相对较低的每秒数百米的速度绕土卫二运行的航天器可能会在不杀死它的情况下对现有生命进行采样和探测。

目前还没有计划在土卫二或木卫二上执行这样的轨道飞行任务——即将到来的NASA和欧洲飞掠任务将以每秒几公里的高速掠过木卫二。但是,也许在遥远的未来的某一天,可能会有一个轨道飞行器,有能力以较慢的速度探测生命。“如果你收集了一些陨石,但发现它们因撞击而死亡,你怎么知道它们是否已经死亡数百万年了?”加州大学伯克利分校的行星科学家安娜·巴特沃思(Anna Butterworth)研究了羽流对航天器的影响,她问道。“如果你收集的是四处移动的微生物,你就可以说它是活的。”




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