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人們正準(zhǔn)備將生命從我們的太陽系擴(kuò)展到整個宇宙中。但是，第一種進(jìn)行星際旅行的生命形式可能不會是人類，甚至是大多數(shù)人都不認(rèn)識的生物?？茖W(xué)家們計劃在第一次穿越奧爾特云(太陽系周圍冰屑環(huán))和進(jìn)入星際空間的旅程中，讓體型微小、胖乎乎的粉色緩步類動物——水熊（tardigrades）充當(dāng)主角。為什么要選擇水熊？如果你以前聽說過這種八條腿的小動物，可能知道它們對宇宙中充斥的危險有著非常強(qiáng)的抗性性。
水熊看起來就像《愛麗絲夢游仙境》（Alice in Wonderland）中的煙熏毛蟲（hookah-smoking caterpillar）。它們的體長從0.05毫米到1.2毫米之間不等，但通常不會超過1毫米長。水熊可以在任何地方生存，但它們喜歡生活在湖底的沉積物中，在潮濕的苔蘚或其他潮濕環(huán)境中。它們還能在各種溫度和環(huán)境中存活。
綜合分類信息系統(tǒng)（ITIS）數(shù)據(jù)顯示，緩步類動物中有超過1000種已知物種。貝克大學(xué)緩步類動物首席研究員威廉·米勒(William Miller)表示，這些生物非常豐富。在七大洲已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上千個物種，從最高的山脈到最低的海洋，都能發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡。許多緩步類動物都生活在水里，但在陸地上，你也可以在有苔蘚或地衣的地方發(fā)現(xiàn)它們。
水熊的嘴可以向外延伸，露出鋒利的牙齒，這些牙齒被用來抓取食物。它們會游泳，使用腿部推動水熊向前獲取食物。為了維持生存，水熊會從海藻、地衣和苔蘚中吸收汁液。據(jù)英國廣播公司報道，有些物種是食肉動物，甚至同類相食，它們可以捕食其他的緩步類動物。水熊通過有性繁殖和無性繁殖來繁衍后代，這取決于具體物種。它們每次產(chǎn)下1至30只卵。在有性生殖過程中，雌性會產(chǎn)卵，雄性會給它們受精。在無性繁殖中，雌性會產(chǎn)卵，然后在沒有受精的情況下發(fā)育。
雖然長得奇異可愛，但這些小動物幾乎堅不可摧。研究發(fā)現(xiàn)，水熊能在零下200攝氏度或超過148.9攝氏度的環(huán)境中生存。它們還能在輻射、沸騰液體、高達(dá)深海六倍壓力的條件下存活，甚至在沒有任何保護(hù)的情況下，也能在太空的真空環(huán)境下生存。
事實上，水熊甚至可以在人類滅絕之后繼續(xù)生存。哈佛大學(xué)和牛津大學(xué)的科學(xué)家們研究了未來幾十億年中發(fā)生某些天文事件的概率，包括地球上撞擊小行星、附近超新星爆炸以及伽瑪射線暴發(fā)等。然后，他們研究了這些事件可能會摧毀地球上最強(qiáng)壯物種的可能性。研究人員在《科學(xué)報告》雜志上發(fā)表的研究稱，盡管如此災(zāi)難性的事件很可能會使人類滅絕，但大多數(shù)水熊都會存活下來。
牛津大學(xué)教授、研究論文合著者大衛(wèi)·斯?。―avid Sloan）表示：“令我們驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)，盡管附近的超新星或大型小行星撞擊對人類來說是災(zāi)難性的，但緩步類動物可能不會受到影響。因此，似乎生命一旦誕生，就很難被徹底消滅。大量的物種，甚至整個物種可能會滅絕，但整個生命將繼續(xù)下去?！?/p>
2007年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，這些微生物可以在寒冷、充滿輻射以及真空的外太空中生存。一個歐洲研究團(tuán)隊還用FOTON-M3火箭將活體水熊上上地球軌道停留了10天。當(dāng)水熊返回地球時，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)有68%存活下來。這怎么可能？盡管據(jù)我們所知，水熊在太空中的生存能力是獨一無二的，但米勒堅持認(rèn)為，它們并非是自己進(jìn)化出這種能力的，而是這種生物來自外星球。更確切地說，水熊的太空生存能力是一種奇怪反應(yīng)的結(jié)果，它們已經(jīng)進(jìn)化出了克服危及生命的缺水問題困擾。
在地球上某些最干燥的地方，也可以找到水熊的身影。米勒說:“我從西奈沙漠的巖石下收集到活體水熊，那里過去25年里沒有任何降雨記錄?！比欢?，這些技術(shù)上屬于水生生物的水熊，需要一層薄薄的水來做很多事情，包括吃東西、交配或四處走動。沒有水，它們就像擱淺的海豚。但是，居住在陸地上的水熊已經(jīng)進(jìn)化出了克服干旱維持生存的奇異解決方案：當(dāng)它們的環(huán)境干涸時，身體也會脫水。
水熊將進(jìn)入一種被稱為脫水狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，它們會萎縮，失去體內(nèi)絕大部分水分（僅保留3%），并將新陳代謝速度降低到正常速度的0.01%。在這種狀態(tài)下，水熊只會堅持下去，什么也不做，直到體內(nèi)再次注入液體。當(dāng)這種情況發(fā)生時，水熊就會像被重新澆水的海綿一樣復(fù)活，就像什么都沒有發(fā)生過一樣。更令人驚訝的是，水熊可以在這種奇怪狀態(tài)下存活10年。
米勒表示，研究人員認(rèn)為，有些水熊物種甚至可以在干燥的環(huán)境中生存長達(dá)一個世紀(jì)。然而，水熊的平均壽命很少能超過幾個月。米勒說：“這聽起來很奇怪。即使這些水熊的生命只能存活數(shù)周或幾個月，但它的壽命卻可以延長許多年?！?/p>
那么水熊如何在真空中保護(hù)自己？在干旱的狀態(tài)下，水熊幾乎可以完全恢復(fù)。實驗室測試表明，水熊可以忍受完全真空環(huán)境，以及相當(dāng)于最深海洋5倍的強(qiáng)烈壓力。緬因州聯(lián)合大學(xué)(Unity College)的緩步類動物首席研究員艾瑪·佩里(Emma Perry)表示，其恢復(fù)力的確切來源仍是個謎。佩里指出：“總的來說，我們對這個物種的能力知之甚少，特別是當(dāng)我們談?wù)摲肿铀降臅r候?！?/p>
但是科學(xué)家們已經(jīng)了解到，當(dāng)水熊進(jìn)入它的脫水狀態(tài)時，它用一種叫做海藻糖的糖分子取代了部分細(xì)胞成分。研究人員認(rèn)為，這種海藻糖分子不僅能取代水，而且在某些情況下，還能在物理上限制該生物體內(nèi)殘留的水分子，防止它們在高溫和低溫的情況下迅速膨脹。這一點很重要，因為水分子的膨脹(比如當(dāng)你被凍傷時發(fā)生的情況)會對大多數(shù)動物造成瞬間細(xì)胞死亡。
如何應(yīng)對太空輻射？太空是致命的，不僅僅因為那里處于真空狀態(tài)。在我們的保護(hù)大氣層之外，還有來自遙遠(yuǎn)的超新星、太陽以及其他來源的致命輻射。太空輻射以有害帶電粒子的形式出現(xiàn)，它們可以嵌入動物體內(nèi)，撕裂分子，比修復(fù)更快的速度破壞DNA。但水熊似乎對迎接太空生活做好了奇怪的準(zhǔn)備。
據(jù)NASA太空輻射實驗室負(fù)責(zé)人彼得·圭多（Peter Guida）說，對于宇航員(或水熊)來說，最大的輻射問題是被稱為活性氧的分子。電離輻射進(jìn)入人體，鉆入含有氧氣的任性分子中。簡單來說，這些新輻照的分子會穿過身體，造成各種各樣的傷害。而在脫水狀態(tài)下，水熊產(chǎn)生了異常數(shù)量的抗氧化劑，可以有效地中和那些漫游、邪惡的活性氧分子。
在一定程度上，正是由于這種天賦，研究人員發(fā)現(xiàn)，水熊可以抵抗更高的輻射劑量。水熊之所以能在高輻射劑量下存活的原因也是一個謎。然而，米勒指出了一個重要的理論：也許水熊曾被風(fēng)吹起，并在地球的大氣中生存下來，進(jìn)而進(jìn)化出這種特殊能力。這不僅能解釋它們的韌性，而且還能解釋它們?yōu)楹文茉谑澜绺鞯乇话l(fā)現(xiàn)。
國際自然保護(hù)聯(lián)盟沒有評估水熊的受威脅程度。但據(jù)《國家地理》報道，它們也不在任何其他瀕危物種名單上，在過去大約5億年的時間里，它們經(jīng)歷了5次大規(guī)模滅絕事件而幸存下來。這種韌性，再加上它們的微小體型(不到1毫米長)，使得水熊成為太陽系外第一次星級巡航的最佳人選。
美國太空網(wǎng)曾報道，這些水熊可以在激光支持下，以相對速度(或接近光速的速度)前往太陽系的邊緣。這種太空之旅計劃包括在美國宇航局(NASA)的星光計劃(Starlight program)中，該項目的目標(biāo)是利用光子將微小物體以極限速度推向鄰近的恒星。
水熊的這些特殊能力，使它們特別適合于太陽系外實驗：它們堪稱是超級脫水器和超級冷凍機(jī)。在極度脫水和寒冷情況下，水熊會縮成小團(tuán)。當(dāng)條件改善時，它們會補(bǔ)充水分(或融化體內(nèi)的液體)，重新恢復(fù)生機(jī)。星光計劃的作者在他們的網(wǎng)站上寫道，這意味著，在不同的條件下，水熊可以周期性地被剔除、儲存和重新喚醒，以觀察它們的行為。
與此同時，線蟲（C. elegans）也成為這次旅行的最佳候選人，因為科學(xué)家們已經(jīng)掌握了大量關(guān)于它們基因和行為的數(shù)據(jù)。它們體內(nèi)只有1000個細(xì)胞，研究起來相當(dāng)簡單。盡管它們體型很小，但它們可以觀察自己的環(huán)境，并從中學(xué)習(xí)以調(diào)整行動。而且，就像緩步類動物那樣，它們也可以被冷凍和恢復(fù)。
當(dāng)然，這兩個物種都處于動物體型的低端。線蟲需要借助顯微鏡才能觀察到，而水熊則是肉眼可見的。它們都足夠小，可以把帶上地球生命的微型宇宙飛船作為第一次星際之旅的載體。盡管這個計劃還未確定，但俄羅斯慈善家、突破攝星（Breakthrough Starshot）計劃贊助者尤里·米爾納(Yuri Milner)表示，第一次星際旅行可能會在20年到25年內(nèi)成為現(xiàn)實，其中一個目的地是我們最接近的恒星系統(tǒng)——半人馬座阿爾法星(Alpha Centauri)。
