在火星上种菜，“Moss”来帮忙

火星可能是最有希望建立人类外星殖民地的星球。但是，火星的缺点也显而易见。首先，火星主要由岩石沙漠构成，饱受致命辐射的侵袭，温度条件恶劣。且迄今为止，科学家们似乎还没有在火星上发现任何能被探测得到的生命，也未发现任何生命所赖以生存的养料。

尽管火星环境恶劣，但并没有让科学家们停止努力的脚步。科学家们梦想能寻求某种新的方法，在火星这颗红色星球上种植地球作物。其中，一个颇有争议的方法是 —— 找出某类能在火星严酷的土壤环境和气候条件下存活的先锋物种，先由这些物种打头阵，在火星上创造出类似地球的环境，从而为其他生命打下生存基础 —— 这也被称为“火星环境地球化”。

“人类殖民火星和月球后，在星球上获得的资源将会极为有限。包括能源、物理空间、水、营养在内的一切资源都将受限。”巴西航天局（AEB）的研究科学家、天体生物学家丽贝卡・贡萨尔维斯（Rebeca Gonçalves）解释道。

事实证明，墙藓具有堪比漫画上那些超级英雄的抗压能力。

《创新》(The Innovation) 杂质发表的一项新研究表明 —— 最有可能担当“火星环境地球化”大任的候选者，是一种在世界上许多干旱地区占主导地位的苔藓，该苔藓广泛分布于中国古尔班通古特沙漠、腾格里沙漠、美国莫哈韦沙漠以及西藏、中东和南极洲山区。这种苔藓被称为曲尾苔藓（学名：Syntrichia caninervis），能够在地球上最极端的环境中生存，而这些环境对于大多数生物来说都是致命的。

以中国西北部的古尔班通古特沙漠为例 —— 那里是世界上苔藓分布最集中的地区之一。沙漠温度从零下 40 摄氏度到零上 65 摄氏度不等，相对湿度低至 1.4%。（相比之下，加利福尼亚州棕榈泉沙漠地区的平均相对湿度在 28% 到 48% 之间。）

参与这项新研究的文章作者们想要测试苔藓在与火星类似环境下的生存能力。于是，他们在实验室中对苔藓进行了各项压力测试。首先，他们将一些苔藓样本烘干至失水 98% 的状态，一些用伽马射线照射。这种辐射能在一小时内杀死人类，或是对大多数植物造成严重损害。一些样本放入零下 80 摄氏度的冷冻机内保存五年，一些样本放入零下 196 摄氏度的液氮储存罐中保存 15 至 30 天，最后，他们把这些样本置于模拟的火星环境中，这种环境结合了上述多种极端条件，以及火星稀薄大气中极低的氧气浓度。

事实证明，曲尾苔藓具有堪比漫画中超级英雄的抗压能力。在野外，当苔藓失水 98% 时，就会完全变黑，在实验室中亦是如此。但是，仅在给苔藓重新补水两秒钟后，苔藓就恢复了绿色，并迅速恢复了光合作用能力。同样，把苔藓从冷冻机或液氮储存罐取出一段时间后，苔藓就能够迅速恢复，生长速度接近未冷冻处理的对照组。辐射水平若是远高于能在一小时内杀死人类的水平，实际上会促进植物的生长。但是，当辐射达到某个阈值（即一小时内能杀死人类的辐射剂量的 8 至 16 倍）时，辐射对植物的影响便会弊大于利。

该文章的作者认为，研究表明，曲尾苔藓可能是“火星环境地球化”改造的最佳候选者之一。研究人员表示，苔藓有助于产生氧气、封存碳，并提高土壤肥力，有助于推动地球上常见的大气、地质和生态进程。毕竟，苔藓覆盖层是生物土壤结皮形成的最早期阶段，是首批定居地球的生物之一。（与藻类和地衣结皮相比，苔藓结皮所含的生物量更大，更擅长固定碳，保持沙漠土壤中的水分，从而有助于稳固土壤。）

也许，人类真的需要一种超级植物来将火星变成地球的逃生通道，让火星变成一颗适合人类、动植物生存的宜居星球。当然，我们无法预测的是，人类的干预行为在火星或其他星球上会触发何种意想不到的结果。“这个问题富有哲学意义。许多人都在思考，如何在保护火星环境的同时，采取道德的手段移民火星。”贡萨尔维斯如是说。她最近在《纽约科学院纪事》（PLOS One）期刊上发表了自己的一项研究，探讨了利用“间作”这一古老农业技术在火星上种植食物的潜在益处。

作者：Tom Metcalfe

翻译：边颖

审校：小聪

原文链接：The Moss That Could Terraform Mars

本文来自微信公众号：中科院物理所（ID：cas-iop），作者：Tom Metcalfe

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