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        1. 太空事故意味著緩步動物可能污染了月球

          就在五年前,即2019年2月22日,一個無人太空探測器被送入軌道月亮.

          貝雷片由SpaceIL和以色列航空航天工業公司建造,它旨在成為第一艘進行軟著陸的私人航天器。在探測器的有效載荷中,有緩步動物,它們以在最惡劣的氣候下生存的能力而聞名。

          使命從一開始就遇到了麻煩,由于“星際跟蹤器”相機的故障,該相機旨在確定航天器的方向,從而正確控制其電機。由于預算限制,設計精簡,雖然指揮中心能夠解決一些問題,但在4月11日登陸當天,事情變得更加棘手。

          在前往月球的途中,航天器一直在高速行駛,需要放慢速度才能軟著陸。不幸的是,在制動過程中,陀螺儀失靈,阻塞了主發動機。

          在海拔 150 m 處,貝雷片仍在以 500 公里/小時的速度移動,太快了,無法及時阻止。撞擊是猛烈的——探測器破碎了,它的殘骸散落在大約一百米的距離上。我們之所以知道這一點,是因為美國宇航局的LRO(月球勘測軌道器)衛星于4月22日拍攝了該地點。

          可以承受(幾乎)任何東西的動物

          那么發生了什么緩步動物在探測器上旅行?鑒于它們在幾乎可以殺死任何其他動物的情況下生存的非凡能力,它們會污染月球嗎?更糟糕的是,他們是否能夠繁殖和殖民它?

          緩步動物是體長不到一毫米的微小動物。它們都有神經元,在可伸縮的長鼻末端有一個開口,一個含有微生物群的腸道和四對以爪子為末端的非關節腿,大多數都有兩只眼睛。盡管它們很小,但它們與昆蟲和蛛形綱動物等節肢動物有著共同的祖先。

          大多數緩步動物生活在水生環境中,但它們可以在任何環境中找到,甚至是城市環境。伊曼紐爾·德拉古特法國國家科學研究中心(CNRS)的研究員在巴黎植物園的苔蘚和地衣中收集了它們。

          為了活躍,以小球藻等微藻為食,并移動、生長和繁殖,緩步動物需要被一層水膜包圍。當個體(同時擁有雄性和雌性配子)自我受精時,它們通過孤雌生殖(來自未受精的卵子)甚至雌雄同體進行有性或無性繁殖。

          一旦卵孵化,緩步動物的活躍壽命持續 3 到 30 個月。共計已描述1,265種,包括兩塊化石。

          緩步動物以其對地球和月球上都不存在的條件的抵抗力而聞名。他們可以通過失去高達 95% 的身體水分來關閉新陳代謝。有些物種合成一種糖,海藻糖,那充當防凍劑,而另一些人則合成蛋白質,這些蛋白質被認為將細胞成分整合到無定形的“玻璃”網絡中,為每個細胞提供抵抗和保護。

          在脫水過程中,緩步動物的身體可以縮小到正常大小的一半。腿消失了,只剩下爪子。這種狀態,稱為隱生,一直持續到積極生活的條件再次變得有利。

          根據緩步動物的種類,個體需要或多或少的時間來脫水,并且并非所有同一物種的標本都能恢復活躍生活。脫水的成蟲在低至-272°C或高達150°C的溫度下存活幾分鐘,并在1,000或4,400格雷(Gy)的高劑量伽馬射線下長期存活。

          相比之下,10 Gy 的劑量對人類是致命的,而 40-50,000 Gy 可以對所有類型的材料進行消毒。然而,無論劑量如何,輻射都會殺死緩步動物卵。更重要的是,隱生提供的保護并不總是明確的,就像緩步曲霉 Milnesium tardigradum,其中輻射以相同的方式影響活動動物和脫水動物。

          物種緩步曲霉 Milnesium tardigradum處于活動狀態。(E. Schokraie,U. Warnken,A. Hotz-Wagenblatt,MA Grohme,S. Hengherr等人(2012)。,抄送)

          月球生活?

          那么緩步動物在月球上墜毀后發生了什么?他們中的任何一個仍然可行,埋在月球下嗎?風化層,從幾米到幾十米不等的塵埃?

          首先,他們必須在撞擊中幸存下來。實驗室檢查已經表明,冷凍標本的Hypsibius dujardini 杜雅爾迪尼在真空中以 3,000 公里/小時的速度行進的物種在撞到沙子時受到致命傷害。然而,它們在2,600公里/小時或更低的撞擊中幸存下來 - 而且它們在月球上的“硬著陸”,無論是否意外,都要慢得多。

          月球表面沒有受到太陽粒子和宇宙射線的保護,尤其是伽馬射線,但在這里,緩步動物也能夠抵抗。

          事實上,德國基爾大學教授羅伯特·威默-施韋因格魯伯(Robert Wimmer-Schweingruber)和他的團隊已經證明,撞擊月球表面的伽馬射線劑量是永久性的,但很低與上述劑量相比,暴露于月球伽馬射線的 10 年相當于約 1 Gy 的總劑量。

          但隨之而來的是月球上的“生命”問題。緩步動物必須承受缺水以及月夜 -170 至 -190°C 和白天 100 至 120°C 的溫度。

          月球的白天或黑夜持續很長時間,不到 15 個地球日。探測器本身的設計并不是為了承受這種極端情況而設計的,即使它沒有墜毀,它也會在短短幾個地球日后停止所有活動。

          不幸的是,對于緩步動物來說,它們無法克服液態水、氧氣和微藻的缺乏——它們永遠無法重新激活,更不用說繁殖了。因此,他們不可能殖民月球。

          盡管如此,不活躍的標本仍在月球土壤上,它們的存在引發了倫理問題,因為馬修·西爾克愛丁堡大學的生態學家指出。此外,在太空探索四面八方的時候,污染其他行星可能意味著我們將失去探測外星生命的機會。

          作者感謝巴黎博物館的 Emmanuelle Delagoutte 和 Cédric Hubas,以及基爾大學的 Robert Wimmer-Schweingruber 對文本的批判性閱讀和建議。

          洛朗·帕爾卡, Ma?tre de conférences,國家自然歷史博物館(MNHN)

          本文轉載自對話根據 Creative Commons 許可。閱讀原文.

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