首個！新疆科考發(fā)現(xiàn)有望在火星存活的植物

在第三次新疆科考中，來自中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所的研究團(tuán)隊，聚焦于一種名為“齒肋赤蘚（Syntrichia caninervis）”的沙漠苔蘚研究，結(jié)果不僅刷新了對極端生物環(huán)境耐受性的認(rèn)知，且證明該種生物在復(fù)合多重逆境的火星模擬條件下仍能存活并能再生出新的植株。這也是高等植物在火星模擬條件下存活的首次公開發(fā)現(xiàn)。

極端環(huán)境生物是極其珍貴的戰(zhàn)略生物資源。開展優(yōu)異抗逆植物資源調(diào)查，采集和保育特殊抗逆種質(zhì)資源，挖掘和利用優(yōu)質(zhì)抗逆基因資源，是第三次新疆科考的重要內(nèi)容之一。

在新疆科考項目支持下，中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所張道遠(yuǎn)研究員和張元明研究員團(tuán)隊聚焦于沙漠極端環(huán)境的“先鋒物種”——齒肋赤蘚（Syntrichia caninervis），通過科學(xué)實驗，首次系統(tǒng)證明該蘚能耐受自身98%以上的細(xì)胞脫水實現(xiàn)“干而不死”、耐受-196°C超低溫速凍實現(xiàn)“凍而不死”、耐受超過5000Gy伽馬輻射實現(xiàn)“照而不死”，且能夠快速實現(xiàn)復(fù)蘇、變綠并恢復(fù)生長，具有非凡的復(fù)原力。這些數(shù)據(jù)是目前所報道植物可耐受特殊環(huán)境的極限，刷新了對極端生物環(huán)境耐受性的認(rèn)知。

研究還發(fā)現(xiàn)，在復(fù)合多重逆境的火星模擬條件下（650±30 Pa，-60°C ~20°C，95%CO2，多種UV輻射），該蘚仍能存活并在恢復(fù)適宜環(huán)境后再生出新的植株。這也是高等植物在火星模擬條件下存活的首次報道。

齒肋赤蘚在模擬火星環(huán)境下能夠存活

該研究成果以“The extremotolerant desert moss Syntrichia caninervis is a promising pioneer plant for colonizing extraterrestrial environments”為題，7月初作為封面文章發(fā)表于國際高影響力期刊The Innovation（IF: 33.2）上，中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所李小雙研究員為論文第一作者，張道遠(yuǎn)研究員、張元明研究員和匡廷云院士為論文通訊作者。

研究成果作為The Innovation期刊第五卷第四期封面發(fā)表

李小雙研究員介紹，齒肋赤蘚是新疆古爾班通古特沙漠生物土壤結(jié)皮的優(yōu)勢種，這一研究源于一次難忘的荒漠考察經(jīng)歷。在那次考察中，她親眼目睹了齒肋赤蘚能夠在極度干旱、高溫以及強(qiáng)輻射的條件下存活，在長期干燥條件下“干而不死”，且重新獲得水分后“秒速復(fù)蘇”，呈現(xiàn)出頑強(qiáng)的生命力。

通過研究，團(tuán)隊也找到了這種苔蘚的獨(dú)特之處。它的葉片重疊，可以減少水分蒸發(fā)，葉頂端白色的芒尖還能反射強(qiáng)烈的陽光；此外，芒尖創(chuàng)新性實現(xiàn)了“自上而下”吸水模式，這是一種極其高效的從大氣中集水-輸水的智慧裝置；再者，它在生理和代謝層面，能夠在逆境中進(jìn)入一種選擇性代謝休眠狀態(tài)，還能在逆境解除后迅速提供恢復(fù)所需的能量。

而基于齒肋赤蘚的極端環(huán)境耐受性，項目團(tuán)隊后續(xù)將進(jìn)一步開展地外星球航空器搭載實驗，實時監(jiān)測微重力及多種電離輻射逆境下該物種的生存響應(yīng)及適應(yīng)能力，并解析其生理及分子基礎(chǔ)，探尋關(guān)鍵的生命耐受調(diào)控密碼，為未來齒肋赤蘚向外太空拓殖應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

來源：光明網(wǎng)、光明日報