火星可能是最有希望建立人類外星殖民地的星球。但是，火星的缺點(diǎn)也顯而易見。首先，火星主要由巖石沙漠構(gòu)成，飽受致命輻射的侵襲，溫度條件惡劣。且迄今為止，科學(xué)家們似乎還沒有在火星上發(fā)現(xiàn)任何能被探測(cè)得到的生命，也未發(fā)現(xiàn)任何生命所賴以生存的養(yǎng)料。
盡管火星環(huán)境惡劣，但并沒有讓科學(xué)家們停止努力的腳步。科學(xué)家們夢(mèng)想能尋求某種新的方法，在火星這顆紅色星球上種植地球作物。其中，一個(gè)頗有爭(zhēng)議的方法是 —— 找出某類能在火星嚴(yán)酷的土壤環(huán)境和氣候條件下存活的先鋒物種，先由這些物種打頭陣，在火星上創(chuàng)造出類似地球的環(huán)境，從而為其他生命打下生存基礎(chǔ) —— 這也被稱為“火星環(huán)境地球化”。
“人類殖民火星和月球后，在星球上獲得的資源將會(huì)極為有限。包括能源、物理空間、水、營(yíng)養(yǎng)在內(nèi)的一切資源都將受限。”巴西航天局（AEB）的研究科學(xué)家、天體生物學(xué)家麗貝卡?貢薩爾維斯（Rebeca Gon?alves）解釋道。
事實(shí)證明，墻蘚具有堪比漫畫上那些超級(jí)英雄的抗壓能力。
《創(chuàng)新》(The Innovation) 雜質(zhì)發(fā)表的一項(xiàng)新研究表明 —— 最有可能擔(dān)當(dāng)“火星環(huán)境地球化”大任的候選者，是一種在世界上許多干旱地區(qū)占主導(dǎo)地位的苔蘚，該苔蘚廣泛分布于中國(guó)古爾班通古特沙漠、騰格里沙漠、美國(guó)莫哈韋沙漠以及西藏、中東和南極洲山區(qū)。這種苔蘚被稱為曲尾苔蘚（學(xué)名：Syntrichia caninervis），能夠在地球上最極端的環(huán)境中生存，而這些環(huán)境對(duì)于大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)都是致命的。
以中國(guó)西北部的古爾班通古特沙漠為例 —— 那里是世界上苔蘚分布最集中的地區(qū)之一。沙漠溫度從零下 40 攝氏度到零上 65 攝氏度不等，相對(duì)濕度低至 1.4%。（相比之下，加利福尼亞州棕櫚泉沙漠地區(qū)的平均相對(duì)濕度在 28% 到 48% 之間。）
參與這項(xiàng)新研究的文章作者們想要測(cè)試苔蘚在與火星類似環(huán)境下的生存能力。于是，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中對(duì)苔蘚進(jìn)行了各項(xiàng)壓力測(cè)試。首先，他們將一些苔蘚樣本烘干至失水 98% 的狀態(tài)，一些用伽馬射線照射。這種輻射能在一小時(shí)內(nèi)殺死人類，或是對(duì)大多數(shù)植物造成嚴(yán)重?fù)p害。一些樣本放入零下 80 攝氏度的冷凍機(jī)內(nèi)保存五年，一些樣本放入零下 196 攝氏度的液氮儲(chǔ)存罐中保存 15 至 30 天，最后，他們把這些樣本置于模擬的火星環(huán)境中，這種環(huán)境結(jié)合了上述多種極端條件，以及火星稀薄大氣中極低的氧氣濃度。
事實(shí)證明，曲尾苔蘚具有堪比漫畫中超級(jí)英雄的抗壓能力。在野外，當(dāng)苔蘚失水 98% 時(shí)，就會(huì)完全變黑，在實(shí)驗(yàn)室中亦是如此。但是，僅在給苔蘚重新補(bǔ)水兩秒鐘后，苔蘚就恢復(fù)了綠色，并迅速恢復(fù)了光合作用能力。同樣，把苔蘚從冷凍機(jī)或液氮儲(chǔ)存罐取出一段時(shí)間后，苔蘚就能夠迅速恢復(fù)，生長(zhǎng)速度接近未冷凍處理的對(duì)照組。輻射水平若是遠(yuǎn)高于能在一小時(shí)內(nèi)殺死人類的水平，實(shí)際上會(huì)促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。但是，當(dāng)輻射達(dá)到某個(gè)閾值（即一小時(shí)內(nèi)能殺死人類的輻射劑量的 8 至 16 倍）時(shí)，輻射對(duì)植物的影響便會(huì)弊大于利。
該文章的作者認(rèn)為，研究表明，曲尾苔蘚可能是“火星環(huán)境地球化”改造的最佳候選者之一。研究人員表示，苔蘚有助于產(chǎn)生氧氣、封存碳，并提高土壤肥力，有助于推動(dòng)地球上常見的大氣、地質(zhì)和生態(tài)進(jìn)程。畢竟，苔蘚覆蓋層是生物土壤結(jié)皮形成的最早期階段，是首批定居地球的生物之一。（與藻類和地衣結(jié)皮相比，苔蘚結(jié)皮所含的生物量更大，更擅長(zhǎng)固定碳，保持沙漠土壤中的水分，從而有助于穩(wěn)固土壤。）
也許，人類真的需要一種超級(jí)植物來(lái)將火星變成地球的逃生通道，讓火星變成一顆適合人類、動(dòng)植物生存的宜居星球。當(dāng)然，我們無(wú)法預(yù)測(cè)的是，人類的干預(yù)行為在火星或其他星球上會(huì)觸發(fā)何種意想不到的結(jié)果?！斑@個(gè)問題富有哲學(xué)意義。許多人都在思考，如何在保護(hù)火星環(huán)境的同時(shí)，采取道德的手段移民火星?！必曀_爾維斯如是說(shuō)。她最近在《紐約科學(xué)院紀(jì)事》（PLOS One）期刊上發(fā)表了自己的一項(xiàng)研究，探討了利用“間作”這一古老農(nóng)業(yè)技術(shù)在火星上種植食物的潛在益處。
作者：Tom Metcalfe
翻譯：邊穎
審校：小聰
原文鏈接：The Moss That Could Terraform Mars
本文來(lái)自微信公眾號(hào)：中科院物理所（ID：cas-iop），作者：Tom Metcalfe
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