近期，中國科學院新疆生態與地理研究所的科研團隊在【創新】(The Innovation)雜誌上發表了一項振奮人心的研究成果，揭示了一種名為「齒肋赤蘚」(Syntrichia caninervis)的沙漠植物驚人的生存能力。這種看似不起眼的小生命，竟然可能成為人類征服火星的得力助手！
這項突破性研究不僅重新整理了我們對生命極限的認知，更為人類未來的星際移民計劃提供了一個綠色的希望。讓我們跟隨中國科學家的腳步，一起揭開這位來自地球最幹旱角落的「綠色精靈」的神秘面紗。
該項研究榮登當期雜誌封面
（圖片來源：參考文獻2）
沙漠中的「綠色精靈」：齒肋赤蘚的奇妙世界
在地球上最不可思議的地方，總有生命在頑強地生長。沙漠，幹旱、炎熱、貧瘠，但正是這樣的極端環境孕育出了一種神奇的植物——齒肋赤蘚。
齒肋赤蘚的分布
（圖片來源：參考文獻2）
在一片看似了無生機的沙海中，如果突然出現了一片綠意盎然的「地毯」，那很可能就是生物土壤結皮(BSC)，而齒肋赤蘚就是其中的主角之一。它們與其他微生物組成了一個微型生態系，成為沙漠中的「綠洲」。
齒肋赤蘚不僅自己能夠在沙漠中生存，還在默默地改變著周圍的環境。它們就像天然的「海綿」，能夠吸收和儲存稀少的水分。同時，它們還是沙漠中的「建築師」，透過分泌物將松散的沙粒黏合在一起，增加了土壤的穩定性。更神奇的是，這些小小的植物還是沙漠中的「氮肥廠」，能夠固定大氣中的氮，為貧瘠的沙漠土壤註入養分。
古爾班通古特沙漠中的齒肋赤蘚群落
（圖片來源：參考文獻2）
生存的藝術家：齒肋赤蘚的極限生存能力
如果說生命是一場藝術表演，那麽齒肋赤蘚絕對是其中的雜技大師。它展示的不是優雅的芭蕾，而是驚心動魄的生存技巧。讓我們來看看這位「生存藝術家」的幾個絕活：
脫水魔術：如果人類失去98%的水分會怎樣？後果恐怕無法想象。但齒肋赤蘚卻能在失去超過98%的細胞水分後，依然保持「假死」狀態。此時，它們的細胞會迅速合成特殊的醣類和蛋白質，形成一層保護膜，將細胞核等重要結構包裹起來，就像給細胞穿上了一件「防脫水外套」。更神奇的是，只要一滴水，它就能在幾秒鐘內「復活」，恢復光合作用和其他生理活動。
齒肋赤蘚脫水後迅速恢復
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冰凍時光膠囊：你能想象在零下80℃的冰櫃生活5年，或者在零下196℃的液氮中浸泡一個月的生活嗎？對齒肋赤蘚來說，這根本不是問題！它能在這種極端低溫下進入「冬眠」狀態，等到條件適宜時再次蘇醒。如果僅僅只是一般的惡劣環境，齒肋赤蘚也能根據環境迅速調整自身代謝。在不利條件下，它可以關閉大部份代謝活動，將能量集中用於維持基本生存上。
輻射防護衣：在我們的世界裏，5000Gy的Gamma輻射足以讓大多數生物灰飛煙滅，但齒肋赤蘚卻能在如此高劑量的輻射下依然存活。
究其原因，面對強輻射，齒肋赤蘚會產生大量抗氧化物質，如類胡蘿蔔素和黃酮類化合物。這些物質形成了一個強大的抗氧化防禦網，就像給植物細胞裝上了一個「防護罩」，保證其在核輻射的風暴中屹立不倒。此外，齒肋赤蘚還擁有一套高效的DNA修復系統。它能快速辨識並修復受損的DNA，就像一支24小時待命的「DNA急救隊」。
火星生存秀：如果把齒肋赤蘚放在模擬的火星環境中會怎樣？令人驚訝的是，它不僅能存活，還能重新長出新的植株！面對缺氧、極度幹燥、低溫和強烈的紫外線輻射，這個小小的生命體展現出了驚人的韌性。它就像一個微型的「火星特種兵」，隨時準備在紅色星球上開疆拓土。
此外，齒肋赤蘚的基因組具有驚人的可塑性。它能根據環境壓力快速啟用或抑制某些基因的表達，這種基因表現的彈性讓它能夠更好地適應各種極端環境。
齒肋赤蘚的眾多驚人「本領」
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星際拓荒者：齒肋赤蘚的地外潛力
當我們將目光投向浩瀚宇宙，思考人類如何在其他星球上建立家園時，齒肋赤蘚可能會成為我們的得力助手。它的極端生存能力使其成為理想的「星際拓荒者」。
想象一下，在火星表面的生態艙裏，一片齒肋赤蘚正在默默生長。它們不僅能適應火星惡劣的環境，還能逐步改變周圍的土壤結構，為其他植物的生長創造條件。它們就像火星上的綠色先鋒，為人類的移民大業鋪平道路。
齒肋赤蘚的作用不僅限於此，它們還可能成為火星上的微型「氧氣工廠」。透過光合作用，這些小小的植物能夠產生氧氣，為未來的火星基地提供寶貴的生命之源。同時，它們還能固定大氣中的二氧化碳，為火星的大氣改造貢獻一份力量。
齒肋赤蘚還可能成為火星上的「生物指示劑」。透過觀察它們在火星環境中的生長情況，科學家們可以更好地了解火星的環境特征，為後續的探索和改造提供重要參考。
用以模仿地外環境的實驗裝置
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從沙漠到星際：齒肋赤蘚研究的啟示
對齒肋赤蘚的研究不僅對地外探索具有重要意義，對我們認識地球生命也有深遠影響。它向我們展示了生命的韌性和適應力，讓我們對生命可能存在的極限有了新的認識。
這項研究還為我們應對地球上的環境挑戰提供了靈感。例如，齒肋赤蘚的抗旱機制可能為培育抗旱作物提供新思路，它們固定土壤和改善土壤環境的能力也可能用於治理沙漠化現象。
脫水、吸水、凍結狀態下的齒肋赤蘚（從左至右）
（圖片來源：參考文獻2）
齒肋赤蘚的研究也為我們探索生命起源提供了新的視角。它的極端生存能力讓我們不禁思考：早期地球環境可能比我們想象得更加惡劣，而生命卻在這樣的環境中頑強地萌芽和前進演化。
齒肋赤蘚的故事告訴我們，即使是最不起眼的生命，也可能蘊含著無限的潛力。它提醒我們要保護地球上的每一種生命，因為我們永遠不知道哪一種生物會成為人類未來發展的關鍵。讓我們期待這個來自沙漠的「綠色精靈」，在遙遠的星球上綻放出生命的奇跡！
參考文獻：
1.Keith Cowing， The Extremotolerant Desert Moss Syntrichia caninervis Is A Promising Pioneer Plant For Colonizing Extraterrestrial Environments
2.Xiaoshuang Li et. al., The extremotolerant desert moss Syntrichia caninervis is a promising pioneer plant for colonizing extraterrestrial environments
出品：科普中國
作者：郭菲（煙台大學）
監制：中國科普博覽
