接受辐射剂量后生长得更好的植物可以帮助火星改造

Syntrichia caninervis 会成为火星上的第一个（？）居民。

Syntrichia caninervis，在地球上许多干旱的沙漠环境中都有发现。

图片来源：John Game，来自 Flickr（CC by 2.0）

研究人员发现了一种可以在火星恶劣条件下生存的植物，有可能帮助未来的人类将其地球化。

如果人类想在太阳系的其他地方建立家园，火星似乎是最可行的选择，它不是一个地狱世界，拥有一个我们实际上可以站立的表面，并且位于太阳系的边缘，从而击败了竞争对手。液态水可以存在的宜居带。

但要将地球转变为我们可以称之为家园的星球，我们还需要做很多工作。简而言之，除了许多其他家居舒适设施外，更高的温度和某种透气的气氛会很好。

在地球上种植植物可以将地球大气中 95% 的二氧化碳转化为可呼吸的氧气，这将是一个有益的开始。在一篇新论文中，中国科学院的一个团队对一种植物进行了测试；一种名为 Syntrichia caninervis 的苔藓，最常见于寒冷沙漠的生物土壤结皮 (BSC)。 

研究小组在论文中写道：“在陆地植物中，苔藓通常是在极端环境中自然选择生长的先锋物种。苔藓结皮代表了生物干细胞发展的高级阶段。” “与藻类和地衣结皮相比，苔藓结皮具有更大的生物量和固碳能力，因此在生物地球化学循环和稳定沙漠表面方面发挥着重要作用。”

该物种特别适合极端的环境压力，包括干旱、寒冷和辐射，使苔藓成为在火星条件下生存的良好候选者。研究小组通过在实验室中将苔藓置于类似的条件下进行测试，首先让植物经历极度脱水。苔藓在脱水后幸存下来并“在补水后几秒钟内”恢复了生理活动。

接下来，将水合和脱水的植物置于极冷环境中。将植物放置在 –80°C (–112°F) 的冰箱中 3 或 5 年，并在 –196°C (-321°F) 的液氮储罐中放置 15 或 30 天，然后转移到无菌沙中为了恢复。研究小组发现，这些植物在经历这些极端条件后恢复得非常好，脱水植物的情况比脱水植物稍好一些。

研究小组写道：“在液氮中储存 15 天和 30 天后，这些植物最终再生出大约两个新分支，再生率约为对照植物的 95%。”

然后，研究小组将这些植物置于红色星球上所面临的极端辐射下，将含水和脱水的植物暴露在 500 至 16,000 戈瑞 (Gy) 的辐射下。同样，植物对这些条件的耐受性出人意料地好，至少在较低剂量下是这样。当辐射在 500 至 1,000 Gy 之间时，植物实际上比对照植物恢复得更好。 

然而，接受更高剂量时，植物需要更长的时间才能恢复。超过 4,000 Gy 导致植物出现应激迹象，经过 60 天的恢复，这些植物的再生率达到了 70%。同样，脱水植物表现得更好，尽管研究小组发现，在 5,000 Gy 的治疗一小时左右的剂量下，50% 的生物体能够存活。

这是大量的辐射，显示出植物的生命力有多强。人类一般在 50 Gy 左右会遭受严重抽搐和/或死亡，而植物一般只能承受不超过 1,000 Gy 左右。

最后，利用中国科学院的行星大气模拟装置，研究小组将这些植物置于类似火星的条件下，包括火星大气中的气体平衡和与地球上相似的温度波动，持续1、2、3年和 7 天。脱水植物在 30 天的恢复时间后恢复 100%，而脱水植物（仅在设施中放置一天）即可再生，但速度比脱水植物慢。

“尽管要在其他星球上建立自给自足的栖息地还有很长的路要走，但我们展示了 S. caninervis 这种苔藓植物模型作为在火星上生长的先锋植物的巨大潜力，”团队总结道。 “展望未来，我们预计这种有前途的苔藓可以被带到火星或月球，以进一步测试植物在外太空殖民和生长的可能性。”

该论文发表在《创新》杂志上。