新知|新物种!“天宫”里惊现“太空六边形战士”
新知|新物种!“天宫”里惊现“太空六边形战士”
新知|新物种!“天宫”里惊现“太空六边形战士”
最近(zuìjìn),中(zhōng)(zhōng)国空间站内(nèi)一项新发现,让全世界的目光聚焦于一粒直径不足1微米的生命体——“天宫尼尔菌”。这种首次在太空环境中独立演化出的微生物,如同点燃了一盏“信号灯”:如果微生物能在太空极端环境中进化,那么宇宙中是否早已布满生命火种?
太空“新移民”的发现之旅(zhīlǚ)
2023年5月,神舟十五号航天员乘组在(zài)空间站舱内执行了一项特殊任务:他们手持无菌采样擦巾(cājīn),像“太空(tàikōng)清洁工”般细致擦拭舱壁,将样本低温密封后送回地球。
经过长达两年的多(duō)学科联合研究,科研团队通过基因组测序、代谢分析等(děng)手段,确认了一种从未被人类认知的微生物,它被命名为“天宫尼尔菌”,“天宫”代表发现地中国空间站,“尼尔”取自拉丁文,意为“新奇”,彰显其(qí)太空(tàikōng)来源的特殊性。
微生物是地球上最古老、最多样化的生命形式之一,体型微小却分布(fēnbù)广泛。从空气悬浮颗粒到(dào)土壤深处,从深海高压环境到人体共生菌群,微生物构成(gòuchéng)了地球上庞大的“隐形”群落。
微生物的世界就(jiù)像一个(yígè)神秘宝藏,每发现一个微生物新物种,就像打开了一扇通往未知世界的大门。
什么是微生物新(xīn)物种呢?简单来说,就是那些以前从未(cóngwèi)被人类发现、研究和命名的微生物。空间站内微重力、辐射、密闭、寡营养等(děng)复杂条件相互交织,其中蕴藏着多少未知的微生物新物种?科学家对此充满了(le)好奇。
中国空间站的“居留舱微生物监测(jiāncè)任务(rènwù)”(CHAMP),自2022年起(qǐ)便持续追踪舱内微生物动态,而“天宫尼尔菌”,正是从数千份样本中脱颖而出的“太空原住民”。
宇宙实验室(shíyànshì)的“生命奇迹”
在失重、强辐射、真空的极端环境中,天宫尼尔菌(jūn)的生存策略堪称“宇宙级智慧(zhìhuì)”,其芽孢能在太空中休眠数年,一旦条件适宜即可(jíkě)“复活”繁殖,这一特性可能源于对地球极端环境的“基因记忆”。
未来,作为“太空进化的(de)活化石”,它可能(kěnéng)揭示微生物如何从地球“殖民”太空,甚至为地外生命搜寻提供生物标志物参考。
科研人员发现,在“天宫尼尔(níěr)菌”的基因组中,藏着17个独特的功能基因簇,这些“生命密码”,赋予它超越地球同类(tónglèi)的生存能力。
“天宫尼尔菌”分泌的杆菌硫醇(BSH),如同“分子级防弹衣”,将太空辐射产生(chǎnshēng)的氧化应激扼杀(èshā)在萌芽状态(zhuàngtài),其抗氧化能力是深海热泉菌的2倍,仿佛(fǎngfú)自带“宇宙级防晒霜”,在空间站的强辐射环境中,依然能稳健生长。
在(zài)空间站日均1毫西弗的(de)辐射中(相当于人类一年可承受(chéngshòu)辐射量(fúshèliàng)的1/10),天宫尼尔菌的DNA连接酶D蛋白,如同“纳米级焊工”,以比地球同类快40%的速度修复辐射损伤,甚至能扛住相当于连续拍摄10万次X光片的辐射量!
即使暴露在(zài)相当于人类可承受辐射量2.8万倍的极端(jíduān)环境中,它的染色体和质粒仍能保持稳定。
此外,“天宫尼尔(níěr)菌”能分解空间站内的聚酯类废弃物,可将“太空塑料”转化为生存(shēngcún)能量,甚至能吸收舱内微量金属离子,堪称 “宇宙清洁工(qīngjiégōng)+资源回收站”的合体!
科学家推测,“天宫尼尔菌”还可能参与空间站内的微量气体循环,堪称“太空(tàikōng)生态系统的隐形推手(tuīshǒu)”,为未来太空基地的生态设计提供(tígōng)参考。
更令人惊奇的(de)是,“天宫尼尔菌(jūn)”的基因与地球微生物相似度仅68%,这种“外星基因”可能催生新型抗菌材料,为人类对抗耐药菌提供新思路(xīnsīlù)。
在这种微生物17个(gè)独特功能基因簇中,部分片段与深海热泉菌、火山口嗜极菌高度相似,仿佛集齐了地球极端(jíduān)生物的“生存秘籍”,或揭示跨星球生命(shēngmìng)基因交流的可能性。
宇宙赠予人类的“生存(shēngcún)工具包”
天宫尼尔(níěr)菌的发现,不仅是一次科学(kēxué)突破,更是一场跨领域的“技术革命”。正如NASA微生物学家所言:“太空微生物更像是宇宙赠予人类的‘生存工具包’,它们的存在,不是威胁(wēixié),而是机遇。”
未来,天宫尼尔菌或将成为(chéngwéi)航天医学的(de)“护身符”。它的抗氧化和辐射修复(xiūfù)机制,可能成为宇航员(yǔhángyuán)健康保障的新方案。科学家计划将其基因片段用于开发抗辐射药物,以保护深空探索者免受宇宙射线的伤害。
它还有望成为太空(tàikōng)农业的(de)“种子库(kù)”。天宫尼尔菌对有机物的高效利用能力,为月球或火星基地的作物种植提供了新可能。通过基因编辑技术,科学家计划将其耐辐射基因导入(dǎorù)作物,培育出“火星土豆”“月球小麦”。
天天宫尼尔菌分解塑料的能力,可能终结太空(tàikōng)垃圾危机。未来,天宫尼尔菌或成为太空“清洁工”,将废弃塑料转化为可再利用资源。其(qí)废物降解能力,还可优化空间站水循环系统,降低长期(chángqī)驻留成本。
在中国科学院微生物研究所专家看来,“天宫尼尔(níěr)菌”的发现证明,在太空特殊(tèshū)环境下,微生物可能演化出地球上前所未见的生存策略,这为天体生物学研究开辟了(le)新方向。
太空环境中的(de)微生物变异(biànyì),也为(wèi)育种研究提供了新方向。例如,经太空环境处理(chǔlǐ)的青椒单果重量提高1-3倍,维生素C含量增加20%;灵芝的氨基酸总量提升10.3%,子实体产量提高75%。这些变异,可能与微生物在太空中的活动或其对植物的影响有关。
中国载人航天(hángtiān)工程办公室表示,未来将联合多国开展“太空(tàikōng)微生物资源计划”,探索其在深空探测、生物制造等领域的应用。
浩瀚宇宙,生命不是地球的(de)专利
天宫尼尔菌的发现,让人类意识到:生命不是地球的专利(zhuānlì),而是宇宙(yǔzhòu)的通用代码。从35亿年前蓝藻(lánzǎo)改变地球大气,到如今太空微生物挑战生命极限,微生物始终是宇宙的“隐形编剧”。
“天宫尼尔菌”的发现绝非孤立事件(shìjiàn)。近年来,全球太空生命(shēngmìng)研究捷报频传。
1981年,在礼炮六号空间站内,宇航员发现了一种真菌(zhēnjūn),这是人类首次在太空(tàikōng)环境中确认微生物的存在。
在和平号空间站运行(yùnxíng)期间,微生物问题更为突出。1997年,微生物甚至导致空间站一个节点的控制单元受损。此外,空间站内还发现了能够腐蚀橡胶和电线的微生物,这些微生物适应(shìyìng)了太空金属环境(huánjìng),其排泄物对设备(shèbèi)造成了破坏。
2019年,研究人员对国际空间站进行全面检测,在多个区域发现了(le)13个菌株,甚至在宇航员体内(tǐnèi)也检测到大量活跃的微生物。这些微生物可能来源于宇航员体内或空间站设备,部分(bùfèn)微生物在太空环境中发生了变异,对抗生素的抵抗力(dǐkànglì)增强。
2022年,美国科学家在《天体生物学》杂志发表研究,提出耐辐射奇球菌(qiújūn)(绰号“柯南细菌”)可(kě)能以休眠状态存活于火星地表之下2.8亿年。实验表明,这种微生物能承受(chéngshòu)人类可承受辐射量2.8万倍(wànbèi)的剂量,并能及时修复辐射损伤。
2025年4月,韦布太空望远镜在(zài)系外行星K2-18 b的大气中检测到(dào)二甲基硫醚(DMS)——这种气体(qìtǐ)在地球上仅由海洋微生物产生,暗示该行星可能存在生命。
这些发现共同指向一个结论:微生物(wēishēngwù)的生命力远超人类想象,它们能在极端环境中通过基因突变和代谢调整实现生存(shēngcún)。
除了微生物研究,中国空间站还开展了涡虫再生、斑马鱼失重适应(shìyìng)等(děng)实验。2024年,斑马鱼在轨成功产卵,标志(biāozhì)着我国首次实现太空水生生态系统闭环运行。
随着航天科技发展,人类或将揭开更多(duō)“宇宙生命(shēngmìng)密码”。或许,火星(huǒxīng)土壤中的“火星尼尔菌”、木卫二冰层下的“欧罗巴生命体”,正等待我们破译。
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