在動(dòng)物界中，有一種動(dòng)物既耐寒耐旱，又耐輻射，它就是水熊蟲。而在植物界，有一種植物與水熊蟲具有相同的特性，它就是齒肋赤蘚。

2024年7月6日，中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所的研究團(tuán)隊(duì)在第三次對(duì)古爾班通古特沙漠進(jìn)行綜合科學(xué)考察期間，發(fā)現(xiàn)了一種堪稱“逆境植物”之王的植物——齒肋赤蘚。

齒肋赤蘚是蘚類植物的一種，是全球分布的荒漠苔蘚，集中分布在我國新疆古爾班通古特沙漠、騰格里沙漠及美國莫哈維沙漠。齒肋赤蘚植株矮小，密集叢生，莖直立，葉片呈披針形，先端漸尖，葉邊緣具有齒狀結(jié)構(gòu)，葉片細(xì)胞小而密集，細(xì)胞壁較厚。

齒肋赤蘚廣泛分布于全球干旱、半干旱地區(qū)。在極端干旱、貧瘠、強(qiáng)風(fēng)沙的自然條件下，它們會(huì)聚集地生長(zhǎng)在一起，呈休眠狀態(tài)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)看起來就像一層深灰色的“殼”覆蓋在沙漠表面。

齒肋赤蘚具有許多能適應(yīng)極端環(huán)境的特性，主要表現(xiàn)在以下方面：

一是耐極端環(huán)境。在第三次古爾班通古特沙漠考察中，中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所的研究團(tuán)隊(duì)聚焦于沙漠極端環(huán)境的先鋒物種齒肋赤蘚。科研團(tuán)隊(duì)通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)，首次系統(tǒng)證明齒肋赤蘚能耐受自身98%以上的細(xì)胞脫水，實(shí)現(xiàn)“干而不死”；耐受-196℃超低溫速凍，實(shí)現(xiàn)“凍而不死”；耐受超過5000格雷伽馬輻射，實(shí)現(xiàn)“照而不死”；能夠快速實(shí)現(xiàn)復(fù)蘇、變綠并恢復(fù)生長(zhǎng)，具有非凡的復(fù)原力。它能在-80℃下生存30天，在火星模擬條件下仍能存活并再生出新的植株。

二是快速復(fù)蘇。中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)“干死”12年的齒肋赤蘚標(biāo)本進(jìn)行復(fù)水實(shí)驗(yàn)，無論是在黑暗條件下，還是在光照條件下，復(fù)水后的齒肋赤蘚都能從失水狀態(tài)的深灰色迅速變成綠色。沙漠中的齒肋赤蘚多數(shù)時(shí)候呈現(xiàn)完全脫水的深灰色休眠狀態(tài)，一旦遇水就會(huì)快速復(fù)蘇、變綠并恢復(fù)生長(zhǎng)。

三是結(jié)構(gòu)特殊。齒肋赤蘚的葉片重疊，可以減少水分蒸發(fā)，葉端白色的芒尖能反射強(qiáng)烈的陽光，芒尖發(fā)育特征實(shí)現(xiàn)了自上而下的吸水模式。

四是在生理和代謝層面，齒肋赤蘚能夠在逆境中進(jìn)入選擇性代謝休眠狀態(tài)，保留關(guān)鍵代謝產(chǎn)物（如蔗糖和麥芽糖等），還能積累高水平的抗氧化酶來使自身免受損傷，在脫離逆境后可迅速提供恢復(fù)所需的能量。

因?yàn)榫哂羞m應(yīng)極端環(huán)境特性的能力，齒肋赤蘚成為未來火星綠化和生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的理想候選植物，可以為人類探索太空，打造宜居星球提供靈感。

火星大氣稀薄，空氣密度只有地球的1%左右，主要成分是二氧化碳，難以形成有效的溫室效應(yīng)，導(dǎo)致大氣既寒冷又干燥；火星的溫度和氣壓較低，平均表面溫度低至-55℃、大氣壓僅為地球的0.8%左右，導(dǎo)致人類在沒有防護(hù)的情況下會(huì)產(chǎn)生寒冷和膨脹感；火星大氣中的氧氣含量極低，人類無法直接呼吸火星的空氣；火星輻射強(qiáng)，缺少濃厚層的有效保護(hù)，表面輻射水平較高，對(duì)生物可能產(chǎn)生危害。一直以來，火星被認(rèn)為是最適合人類居住的第二家園，對(duì)火星的探索有助于人類更深入地了解行星的形成、演化，探尋宇宙的奧秘。

齒肋赤蘚具有“干而不死”“凍而不死”“照而不死”的超級(jí)抗逆特性，具備了在火星生存的能力，所以讓齒肋赤蘚進(jìn)駐火星對(duì)火星探索具有重要意義。一是助力火星生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)。齒肋赤蘚是沙漠極端環(huán)境的先鋒物種，可以改善土壤和大氣環(huán)境，利于其他荒漠植物的定居和存活。二是提供地外研究方向?；邶X肋赤蘚的極端耐受性，科研人員后續(xù)將進(jìn)一步開展地外星球航空器搭載實(shí)驗(yàn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)微重力和多種電離輻射逆境下齒肋赤蘚的生存響應(yīng)及適應(yīng)能力，并解析其生理及分子基礎(chǔ)，探尋關(guān)鍵的生命耐受調(diào)控密碼，為未來齒肋赤蘚向外太空拓植應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，也為超級(jí)抗逆植物創(chuàng)制和仿生新材料研發(fā)提供新的思路。

目前，齒肋赤蘚還沒有真正在火星上種植，相關(guān)研究仍在進(jìn)行，但它在模擬火星環(huán)境的實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)展現(xiàn)出來在火星上存活的潛力及其對(duì)太空探索的重要價(jià)值。

（摘自《知識(shí)窗·上半月》2024年第10期）