太空育种新发现：失重9个月，莴苣种子仍可繁育后代
在人类寻找宇宙生存可能性的探索中，一项关于藓类的独特实验引发了科学界的广泛关注。日本北海道大学的研究团队进行了一项意义非凡的实验，旨在探讨苔藓在国际空间站（ISS）外极端环境下的生存能力，为人类在太空长期生活与繁衍开辟了新的可能性。
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藓类植物以其在地球上顽强的生命力著称，即便在各类极端环境中依然能够茁壮成长。无论是高耸入云的山峰、干旱炎热的沙漠，还是寒冷刺骨的极地以及炙热的火山区域，都能发现它们的踪迹。正是这种独特的生存韧性，让研究团队对其在太空环境中的表现充满期待，希望通过实验验证藓类在严酷太空条件下的耐受程度。
实验的核心环节，是将藓类的孢子体——这一包裹着孢子的关键繁殖结构，放置在国际空间站外部长达九个月之久。当这些孢子体结束太空之旅返回实验室后，令人惊叹的结果出现了：超过80%的孢子成功存活，并且依然具备繁殖和萌发的能力。这一发现首次证实了早期陆生植物在太空条件下具备长期存活的潜力。
研究团队的首席科学家Tomomichi Fujita指出：“包括人类在内的大多数生物，在太空真空中连短暂生存都难以做到。然而，藓类孢子在直接暴露九个月后仍保持活力，这表明地球上演化出的生命，在细胞层面拥有耐受太空条件的固有机制。”
这项实验的灵感，源于研究员Fujita受到藓类在地球严酷环境中定殖能力的启发，进而提出了“太空藓类”的大胆设想。为验证这一设想，团队先在模拟太空条件下对藓类（Physcomitrium patens）展开测试。模拟环境涵盖了高强度紫外线辐射、极端温度变化以及真空等多种因素。同时，测试选取了藓类的三种特定结构：原丝体（幼年藓类）、繁殖细胞（应激诱导的干细胞）和孢子体（被包裹的孢子），以此确定哪一部分最有可能在太空中存活。
Fujita表示：“我们原本预计，太空综合压力，包括真空、宇宙辐射、极端温度波动和微重力等所造成的损害，将远大于任何单一压力。”然而，模拟测试结果却出人意料。紫外线辐射成为藓类最难应对的因素，而在三种结构中，孢子体（被包裹的孢子）展现出最强的耐受性。被包裹的孢子对紫外线辐射的耐受性比繁殖细胞高出1000倍，同时还具备极端的温度耐受力，在-196°C的环境中暴露超过一周，以及在55°C的环境中暴露一个月后，仍能萌发。
基于模拟测试的结果，研究团队认为，孢子周围的结构起到了重要的保护屏障作用，能够吸收紫外线辐射并防止损伤。这种耐受性很可能是藓类在5亿年前成功登陆地球，并在多次大灭绝事件中存活下来的进化适应结果。为了在真实太空条件下进一步验证这种适应性，2024年3月，研究人员将数百个孢子体送往国际空间站。这些孢子体在空间站外部暴露了283天后，于2024年1月返回地球进行分析。
“我们预计存活率几乎为零，但结果却截然不同，大部分孢子都存活了下来。这些微小植物细胞展现出的非凡耐久力让我们由衷惊叹。”Fujita说道。返回的藓类孢子存活率惊人，超过80%在空间站外暴露283天后依然存活。尽管对光敏感的光合色素叶绿素a减少了20%，但这似乎并未对孢子的整体健康产生显著影响。
基于实验数据建立的数学模型预测，被包裹的藓类孢子有可能在太空中存活长达5600天（约15年）。不过，这只是一个初步的粗略估计，还需要更多数据来进一步证实。这些实验结果有望为利用藓类开发太空农业系统奠定基础，为在月球和火星等外星环境中构建生态系统贡献力量。该研究于11月20日发表在《iScience》期刊上。
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