就在五年多前,即 2019 年 2 月 22 日,一个无人太空探测器被放置在围绕月亮。
命名贝雷席特由 SpaceIL 和以色列航空航天工业公司建造,它的目的是成为第一艘进行软着陆的私人航天器。探测器的有效载荷中有缓步动物,它们以即使在最恶劣的气候下也能生存而闻名。
使命从一开始就遇到了麻烦,用于确定航天器方向并从而正确控制其电机的“星跟踪器”摄像机出现故障。预算限制迫使设计进行了精简,虽然指挥中心能够解决一些问题,但 4 月 11 日,即登陆当天,事情变得更加棘手。
在飞往月球的途中,飞船一直在高速行驶,需要减速才能软着陆。不幸的是,在制动操作过程中,陀螺仪失灵,阻塞了主发动机。
在海拔150m处,贝雷席特仍以 500 公里/小时的速度行驶,速度太快,无法及时停止。撞击非常剧烈,探测器碎裂,其残骸散落在大约一百米的地方。我们知道这一点是因为 NASA 的 LRO(月球勘测轨道器)卫星于 4 月 22 日拍摄到了该地点。
可以承受(几乎)任何事情的动物
那么发生了什么缓步动物是在探测器上行驶的吗?鉴于它们在几乎会杀死任何其他动物的情况下生存的非凡能力,它们是否可能污染了月球?更糟糕的是,它们是否能够繁殖并殖民它?
缓步动物是体长不到一毫米的微型动物。它们都有神经元、可伸缩长鼻末端的开口、含有微生物群的肠道和四对末端为爪子的非关节腿,而且大多数都有两只眼睛。尽管它们很小,但它们与昆虫和蜘蛛等节肢动物有着共同的祖先。
大多数缓步动物生活在水生环境中,但它们可以在任何环境中找到,甚至是城市环境。埃曼纽尔·德拉古特法国国家科学研究中心的研究人员在巴黎植物园的苔藓和地衣中收集了它们。
为了保持活跃,以小球藻等微藻为食,并移动、生长和繁殖,缓步动物需要被一层水膜包围。当一个个体(同时拥有雄性和雌性配子)自体受精时,它们通过单性生殖(来自未受精的卵)甚至雌雄同体进行有性或无性繁殖。
卵孵化后,缓步动物的活跃寿命可达 3 至 30 个月。总共有已描述 1,265 个物种,包括两块化石。
缓步动物因其对地球和月球上都不存在的条件的抵抗力而闻名。他们可以通过失去体内高达 95% 的水分来关闭新陈代谢。有些物种合成一种糖,海藻糖,充当防冻剂,而其他人合成的蛋白质被认为将细胞成分整合到无定形的“玻璃状”网络中,为每个细胞提供抵抗和保护。
在脱水过程中,缓步动物的身体会缩小到正常大小的一半。腿消失了,只剩下爪子。这种状态,称为隐生现象,一直持续到积极生活的条件再次变得有利为止。
根据缓步动物的种类,个体需要或多或少的时间来脱水,并且并非同一物种的所有标本都能恢复活跃生活。脱水的成虫可以在低至 -272°C 或高达 150°C 的温度下存活几分钟,并在 1,000 或 4,400 戈瑞 (Gy) 的高剂量伽马射线下长期存活。
相比之下,10 Gy 的剂量对人类来说是致命的,而 40-50,000 Gy 的剂量可以对所有类型的材料进行消毒。然而,无论剂量如何,辐射都会杀死缓步动物的卵。更重要的是,隐生提供的保护并不总是明确的,就像在缓步龟,其中辐射以相同的方式影响活跃和脱水的动物。
月球生活?
那么缓步动物在月球坠毁后发生了什么?它们中的任何一个仍然存在,埋在月球下面吗?风化层,深度从几米到几十米不等的灰尘?
首先,他们必须在撞击中幸存下来。实验室测试研究表明,冷冻标本杜雅尔迪尼姬蜂在真空中以 3,000 公里/小时的速度飞行的物种在撞上沙子时会受到致命的伤害。然而,它们在时速 2,600 公里或更低的撞击中幸存下来,而且无论是否有意,它们在月球上的“硬着陆”速度要慢得多。
月球表面无法抵御太阳粒子和宇宙射线,特别是伽马射线,但在这里,缓步动物也能够抵抗。
事实上,德国基尔大学教授 Robert Wimmer-Schweingruber 和他的团队已经证明,撞击月球表面的伽马射线剂量是永久性的,但很低与上述剂量相比,月球伽马射线暴露 10 年相当于总剂量约为 1 Gy。
但接下来还有月球上“生命”的问题。缓步动物必须承受缺水以及月球夜间-170至-190°C和白天100至120°C的温度。
月球的白天或夜晚持续很长一段时间,不到 15 个地球日。探测器本身的设计无法承受如此极端的情况,即使它没有坠毁,它也会在几个地球日后停止所有活动。
不幸的是,对于缓步动物来说,它们无法克服液态水、氧气和微藻的缺乏——它们永远无法重新激活,更不用说繁殖了。因此他们不可能殖民月球。
尽管如此,不活跃的样本仍然存在于月球土壤上,它们的存在引发了伦理问题,因为马修·希尔克爱丁堡大学的生态学家指出。此外,在太空探索全面展开之际,污染其他行星可能意味着我们将失去探测外星生命的机会。
作者感谢巴黎博物馆的 Emmanuelle Delagoutte 和 Cédric Hubas,以及基尔大学的 Robert Wimmer-Schweingruber 对本文的批判性阅读和建议。