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編譯：張為源
校對(duì)：牧夫天文校對(duì)組
后期：庫(kù)特莉亞芙卡 李子琦
責(zé)任編輯：王啟儒
水熊蟲
2025 年月球與行星科學(xué)會(huì)議于3月10日至14日在得克薩斯州伍德蘭茲舉行，會(huì)議提出了一些關(guān)于太空探索和科學(xué)研究的很有趣的提案。在大膽的設(shè)想之上，科學(xué)家們還提出了令人興奮的潛在研究機(jī)會(huì)，旨在解答一些重大問題，包括了“人類如何在太空和外星環(huán)境中生存” 這個(gè)問題。其中，有一項(xiàng)研究展示了對(duì)水熊蟲克服難題的秘訣。
研究由美國(guó)宇航局的大使兼宇航員候選人伊莎多拉·阿蘭特斯，以及南里奧格蘭聯(lián)邦大學(xué)的副教授熱安卡洛·扎納塔共同完成。他們指出，水熊蟲（又名 “水熊”），已成為大量研究的聚焦點(diǎn)。這些極端微生物以其對(duì)于惡劣環(huán)境超強(qiáng)的適應(yīng)能力而聞名。它們能夠承受的環(huán)境包括溫度從零下 271 攝氏度到超過 150 攝氏度，壓力超過大氣壓力 1200 倍的環(huán)境，極度干燥的環(huán)境，以及強(qiáng)烈的電離輻射環(huán)境。(What's your super power ?)
水熊蟲獨(dú)特的Dsup結(jié)構(gòu)
這些特征讓水熊蟲成為了天體生物學(xué)研究以及探索地球以外生命可能性的關(guān)鍵。根據(jù)阿蘭特斯和扎納塔教授的說法，損傷抑制蛋白這樣的特定蛋白質(zhì)（Dsup）是水熊蟲具備強(qiáng)大適應(yīng)能力的關(guān)鍵。這種蛋白質(zhì)能在遺傳物質(zhì)周圍形成一個(gè)保護(hù)屏障，減輕因輻射暴露而導(dǎo)致的 DNA 損傷和雙鏈斷裂，以此保持基因組的完整性。為了進(jìn)行這項(xiàng)研究，他們使用格羅麥克斯（Gromacs）軟件對(duì) Dsup 蛋白的分子動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了模擬。
研究結(jié)果表明，這種蛋白質(zhì)是如何通過消散輻射和最小化對(duì) DNA 的干擾來防止基因突變的。此外，他們還研究了熱休克蛋白（HSPs）和抗氧化酶。熱休克蛋白能在熱應(yīng)激狀態(tài)下保持蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性；同時(shí)，抗氧化酶則分別能減輕由高壓和輻射造成的氧化損傷。研究團(tuán)隊(duì)表示，這些發(fā)現(xiàn)體現(xiàn)了地球以外的極端環(huán)境中可能存在的生命形式：
冰冷的木衛(wèi)二
“研究結(jié)果表明，水熊蟲的強(qiáng)大適應(yīng)能力反映了在火星、木衛(wèi)二和土衛(wèi)六等極端外星環(huán)境中可能存在的生命形式?；鹦怯兄椛湄S富的環(huán)境和間歇性的液態(tài)水，而冰冷的木衛(wèi)二和土衛(wèi)六擁有地下海洋和低溫環(huán)境，這些都變成了理解極端微生物生存情況的參考標(biāo)準(zhǔn)。 舉個(gè)例子，相關(guān)研究探索了土衛(wèi)六地下海洋中蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，表明在低溫條件下，生命在水氨混合物中存在是有可能的。”
除了天體生物學(xué)領(lǐng)域，研究水熊蟲適應(yīng)能力在生物技術(shù)方面也有應(yīng)用，它們可能會(huì)讓人類變得更具適應(yīng)力。這包括提高抗輻射能力，保護(hù)人類細(xì)胞免受極端寒冷的影響，以及培育能在極端氣候條件下生存的農(nóng)作物。阿蘭特斯和扎納塔教授補(bǔ)充，這些應(yīng)用 “突顯了極端微生物在應(yīng)對(duì)地球上的挑戰(zhàn)方面更廣泛層面的意義，同時(shí)也為將來的太空任務(wù)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)”。
他們還指出，進(jìn)一步采用綜合計(jì)算和實(shí)驗(yàn)方法的研究對(duì)于揭示極端微生物的生存機(jī)制至關(guān)重要。這有可能會(huì)加深我們對(duì)生命在地球以外環(huán)境中適應(yīng)力的理解。
AI
AI一角
5
騰訊元寶
19:41
宇宙中最牛逼的生物是什么？
目前“最牛逼”生物的候選者
1.已知最強(qiáng)：水熊蟲（已實(shí)證極端生存能力）；
2.潛力最大：硅基生命（理論適應(yīng)宇宙環(huán)境）；
3.哲學(xué)爭(zhēng)議：病毒（打破生命定義邊界）；
4.科幻可能：星系級(jí)生命（需突破現(xiàn)有科學(xué)框架）。
13:16
水熊蟲能在太空中活多久？
高溫：在151℃下僅能存活數(shù)小時(shí)；低溫：在-200℃下可存活數(shù)天，但-272℃（接近絕對(duì)零度）僅能維持2分鐘。
太空中的電離輻射劑量遠(yuǎn)超地球環(huán)境，水熊蟲的DNA修復(fù)能力雖強(qiáng)，但長(zhǎng)期暴露仍會(huì)導(dǎo)致致命損傷。實(shí)驗(yàn)顯示，在無保護(hù)條件下暴露10天，存活率不足10%。
隱生狀態(tài)下，水熊蟲需在無氧、無水的環(huán)境中保持休眠。若長(zhǎng)期缺水，其細(xì)胞內(nèi)的特殊蛋白質(zhì)會(huì)逐漸降解，導(dǎo)致復(fù)蘇失敗。若在隱生期間遭遇極端溫度（如月球晝夜溫差達(dá)340℃），即使短暫暴露也可能造成不可逆損傷。
隱生狀態(tài)下的水熊蟲對(duì)輻射的抵抗力增強(qiáng)，但仍無法完全抵御高能宇宙射線。模擬實(shí)驗(yàn)表明，其DNA在長(zhǎng)期輻射下可能斷裂，復(fù)蘇后修復(fù)能力有限。
舉個(gè)著名的例子：2007年Foton-M3衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)
水熊蟲被暴露在近地軌道真空和紫外線輻射中10天，約68%的個(gè)體存活，部分甚至成功產(chǎn)卵。
加強(qiáng)冰蓋消融、海洋酸化等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，中國(guó)秦嶺站等科考站可為極地生態(tài)建模提供支撐。
哇哦！膩害膩害。
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——The End——
『天文濕刻』 牧夫出品
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湜煉唫朮仕，焱暒亾洧慦孒！
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