比水熊虫还耐杀的生物出现了，它能在外太空生存9个月！

小立碗藓是目前已知能在外太空生存最久的生物。图片来源：RANDAL/INATURALIST

撰文 | 王昱

审校 | 冬鸢

世界上最耐杀的生物是什么？

你可能会觉得是水熊虫。但最近在iScience杂志上发表的一篇论文发现，一种名为小立碗藓（Physcomitrium patens）的生物，可以在国际空间站外的真空环境中生存9个月（283天），并且在返回地球后，实验大部分（86%）的苔藓孢子都能发芽生长。这超过了水熊虫在外太空生存的记录。

传奇生物水熊虫

在了解小立碗藓的故事之前，我们先弄明白水熊虫究竟能在外太空存活多久。

水熊虫不是一个物种，而是缓步动物（tardigrade）的别名，在缓步动物门中包含有上千个物种。水熊虫是一类特别“耐杀”的生物，这是它最广为人知的特点。

图片来源：Frank Fox, CC BY-SA 3.0 DE, via Wikimedia Commons

在没有食物、没有水的恶劣环境下，水熊虫能把自己变成一个球，停止新陈代谢。在这种状态下，它们有机会继续存活长达30年。即使被照射了相当于人类致死量1000倍的辐射，水熊虫也并无大碍。也有科学家把低温冷冻的水熊虫装进子弹，以超过每秒800米的速度射向目标，强烈的撞击依然没能杀死水熊虫。甚至有不少人怀疑，就算巨大的陨石砸下来，导致地球生命大规模灭绝，水熊虫都可能幸存。

在这么多离谱能力的加持之下，水熊虫能在外太空生存似乎也不足为奇了。当然，也确实有不少科学实验测试过水熊虫在外太空生存的能力。

2007年，欧洲航天局和俄罗斯联邦航天局曾合作执行FOTON-M3任务，将处于脱水状态的水熊虫发射到低地球轨道环境，水熊虫分为“仅真空”和“真空+紫外辐射”两组，暴露时长10天。在任务返回地球后，“仅真空”组的水熊虫约68%存活了下来，返回地球后能正常复苏、繁殖。但在“真空+紫外辐射”组这边，情况就不太乐观了，存活个体极少，仅部分个体在较低的紫外辐射剂量下存活。

2011年，欧洲航天局和俄罗斯联邦航天局又合作展开了EXPOSE-R任务，将脱水水熊虫放置于国际空间站外部的暴露平台。这次实验时间长达534天，水熊虫同样被分为了屏蔽辐射组和未屏蔽辐射组。结果在时间拉长后，存活的水熊虫数量就少多了，未屏蔽辐射组中仅有3%水熊虫幸存，就算屏蔽辐射，水熊虫存活率也仅有10%。

国际空间站日本实验舱 “希望号”（KIBO）的暴露设施。图片来源：JAXA

2019年，以色列首个月球探测器“创世纪”号在月球着陆，它上面也搭载了脱水水熊虫，用来测试水熊虫在月球表面的生存能力。但不幸的是，“创世纪”号在着陆时出现故障，坠毁在月球表面。从理论上说，“创世纪”号正在进行人类史上最长的水熊虫真空暴露实验，但是我们并不知道实验结果。

总之，多个和水熊虫相关的实验告诉我们，看似永远也杀不死的水熊虫，其实也仅仅能在外太空环境中生存10天左右，当时间拉长到数百天的量级时，水熊虫的生存率就会迅速下降到10%及以下。

现在，让我们再看看在外太空环境暴露283天后，仍能维持86%生存率的“究极生物”。

征服太空的生物

孢子是小立碗藓最“能活”的组织。孢子本身处于干燥、休眠的状态，这使得它们对脱水和温度波动具有很强的适应力。小立碗藓的孢子还被包裹在一个叫孢子囊（sporangium）的天然保护屏障中，这有助于屏蔽辐射的影响。

在进行太空实验之前，论文作者日本札幌北海道大学的藤田知道团队还对小立碗藓的孢子进行了一系列分组实验。实验分成了5组，分别是：紫外线组：使用波长254纳米的紫外线照射孢子，固定照射强度为25W/m²，最终累积了12MJ/m²的辐射量；冷冻组：将孢子暴露在-80℃的环境中30天；高温组：将孢子暴露在55℃的环境中30天；真空组：将孢子暴露在真空环境中29天；紫外真空组：将孢子暴露在172纳米紫外线和真空的复合环境中，累积1.56MJ/m²的辐射量。

真空、紫外线辐射、低温和高温都是太空中生物切实面临的威胁。但面对这些威胁，孢子的表现好得令人震惊。这5组孢子的存活率分别为27%、81%、36%、99%和99%。在真空叠加紫外线辐射（虽然剂量较低）的情况下，孢子的存活率竟然可以达到99%。但藤田知道对孢子能否在太空存活仍不抱信心，他表示：“多重压力条件可能会会产生协同的不良影响。只有一种压力时，孢子也许能承受。但多重压力可能导致它们死亡。”

2022年2月19日，藤田知道的实验孢子通过“天鹅座” 货运飞船发射升空，并在2022年3月4日安装在国际空间站外的暴露设施上，这些孢子从此开始直面太空的威胁。当年7月13日至7月26日期间，因为国际空间站的操作需求，暴露单元被暂时收回舱内存储，因此到2022年12月23日实验结束时，这些苔藓孢子在外太空暴露的总时长为283天。这些实验孢子随后在2023年1月11日通过SpaceX的货运飞船返回地球。

在孢子返回地球后，实验团队立即将这些孢子转移到培养皿上，观察有多少孢子保持存活。结果，这些在国际空间站外真空和紫外线复合环境下的孢子，在经历了9个月的考验后，有86%都能正常萌发。作为对照，在地面保持在黑暗环境中的孢子萌发率为97%。研究团队基于萌发率下降的趋势建模，推测小立碗藓的孢子能在空间环境中存活15年（5600天），这远远超出了水熊虫的生存极限。

小立碗藓孢子在太空暴露9个月后依然能萌发。图片来源：CHANG-HYUN MAENG AND MAIKA KOBAYASHI (CC BY-SA)

藤田知道表示，他们的下一步计划是评估苔藓孢子在太空中九个月期间所受的DNA损伤，并追踪它们是如何修复这些损伤的。

微活不死

除了水熊虫和苔藓，公认耐活的生物还有各种细菌、地衣和植物种子。但和我们熟悉的生命形式相比，它们生存能力最强的状态，几乎只能用“微活”来形容。它们都可以进入脱水状态。在脱水状态下，这些生物的新陈代谢几乎停止，这使得它们对辐射、真空、微重力和极端温度的损害有极强的抵抗能力。

在2011年的EXPOSE-R任务中，研究人员除了测试脱水水熊虫，还测试了其他数十个生物样本，其中就包括拟南芥和烟草的种子，它们和水熊虫一起暴露在外太空中超过一年半的时间。结果，近四分之一的植物种子存活了下来。尽管从这些种子生长出来的植物表现出生长和繁殖能力受损，但下一代植物恢复了正常。

相对而言，含水的、活跃的种子虽然看上去更有活力，但面对太空的极端环境时，它们也更容易受到辐射、真空、微重力和极端温度的损害。

或许，各位打工人类似于章鱼哥的“微活”状态，也是一种明智的生存策略呢？