水熊蟲就是緩步動物們的一個俗稱,身長最小的只有50微米,最大也只有1.4毫米,主要生活在水中的沉淀物,潮濕的土壤以及苔蘚植物的水膜中!全世界約有750余種,而分布幾乎就是全球性,無論是高山還是深海,都有它們的蹤影。
看上去像不像一只充了氣布口袋?它的身體表面覆蓋有一層水膜,除了避免身體干燥以外,它還可以攝取其中的溶解氧!
一、不死的水熊蟲
1、生命力最頑強的生物
水熊蟲人類已知生物中生命力最強的生物,它們能生活在極端惡劣的環(huán)境,甚至在接近絕對零度還是超過沸水的溫度(151℃)的環(huán)境中都能存活2分鐘以上,在極低溫-200℃能活上幾天, -20℃能存活30年以上!相關(guān)研究顯示,水熊蟲在絕對干燥的環(huán)境下能生存1-10年!
2007年,歐洲宇航局曾經(jīng)將水熊蟲送入太空,將它們直接暴露在宇宙輻射和低溫環(huán)境中,結(jié)果令人震驚,68%水熊蟲在如此嚴(yán)酷的環(huán)境中生存了下來,回到地面后仍然可以繁殖后代。它是唯一一種經(jīng)歷了宇宙空間環(huán)境仍然可以生存下來的生物。
2、水熊蟲優(yōu)秀的基因
研究人員發(fā)現(xiàn)水熊蟲的基因有一個特點,它們并不從祖先那里繼承所有基因,而是有將近17.5%的基因是外源性的,簡單的說,它似乎混合了多個物種的基因片段,但卻能使他正常生長發(fā)育,這看起來似乎有些不可思議!
在很久以前科學(xué)家就發(fā)現(xiàn),某些細(xì)菌和微生物會發(fā)生基因水平轉(zhuǎn)移,簡單的說就是攜帶了遺傳信息的物質(zhì)可以在不相關(guān)的物種之間交換,也發(fā)現(xiàn)這種遺傳物質(zhì)水平轉(zhuǎn)移方式也可以發(fā)生在動物身上,比如人類會通過轉(zhuǎn)座子和病毒獲得外源基因,但水熊蟲的外源基因居然高達(dá)17.5%,實在有些超出想象,之前這個外源性基因的記錄保持是輪蟲,它是8%-9%。
研究人員推測這種“替換”自身基因的能力應(yīng)該是在其特殊的“脫水期間”發(fā)生的,當(dāng)水熊蟲所處的環(huán)境極其惡劣時,它會脫水變得非常干燥,基因會發(fā)生斷裂,當(dāng)然環(huán)境條件改善,水熊蟲的細(xì)胞會重新吸收水分,但會保持一段時間的“半開放”狀態(tài),此時外界的基因可能會進(jìn)入其內(nèi)部,待細(xì)胞修復(fù)自身時會將這些基因一并嵌入到自身的基因組中,成為科學(xué)家摸不著頭腦的基因來源!
而水熊蟲這種抗輻射,耐低溫,抗沸水甚至在真空下生存的能力,可能就是這些外來基因所賦予,因為看起來,只有水熊蟲才是這些所有能力的集大成者!
二、木衛(wèi)二的環(huán)境
太陽系中已知的宜居星球除了地球以外再無分店,但科學(xué)家一直懷疑火星以及木衛(wèi)二與土衛(wèi)六都有可能存在局部宜居環(huán)境,或者說是另一種生命形態(tài)!因為從太陽系中含水星球來對比,木衛(wèi)二無疑是其中的佼佼者(當(dāng)然第一也并非木衛(wèi)二,而是木衛(wèi)三),但即使如此木衛(wèi)二也比地球含水量要高得多!
左:木衛(wèi)二,右:地球
1、木衛(wèi)二表面條件
木衛(wèi)二是伽利略1610年發(fā)現(xiàn)的木星衛(wèi)星,位于內(nèi)側(cè)第六軌道,它的直徑比月球稍小,是一顆硅酸鹽巖石質(zhì)天體,它可能有一個鐵鎳質(zhì)內(nèi)核,表面溫度?171.15℃,覆蓋有大量的冰殼,期間裂縫和條紋縱橫!木衛(wèi)二有一個稀薄的含氧大氣層。
從木衛(wèi)二的簡介中有一個我們發(fā)現(xiàn)有一個含氧大氣層的條件,似乎有些許希望存在生命?但各位想多了,木衛(wèi)二的含氧大氣并非生命所創(chuàng)造,而是陽光中的紫外線對木衛(wèi)二水汽的光解所致,氫原子很輕直接就逃逸了,而比較重的氧則留存了下來!但請不要以為這些氧可供呼吸,因為大氣壓僅僅只有1微帕!
2、木衛(wèi)二的內(nèi)部條件
從表面上看木衛(wèi)二并沒有合適條件來支撐生命,但在它厚厚的冰殼下似乎有另一片天地!
數(shù)十千米的冰殼下是一個上百千米后的液態(tài)水層,科學(xué)家最感興趣的就是在這個區(qū)域,曾經(jīng)科學(xué)家一直都搞不清楚這液態(tài)水層是哪里來的加熱機(jī)制所致,但后來發(fā)現(xiàn)了木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三之間的拉普拉斯共振現(xiàn)象,結(jié)合近木點的引力牽扯,其中木衛(wèi)一最近受影響最大,地表起伏高達(dá)100米,甚至木衛(wèi)一因此有個液態(tài)內(nèi)核!盡管隨距離增加而加熱作用下降,但仍然足以讓木衛(wèi)二冰下液態(tài)海洋的熱量來源!
木衛(wèi)一四個公轉(zhuǎn)周期為1.8地球日,木衛(wèi)二兩個公轉(zhuǎn)周期為3.6地球日,木衛(wèi)三公轉(zhuǎn)周期為7.2地球日,相互之間引力互相牽制,形成了偏心率稍大的橢圓軌道,在近木點和遠(yuǎn)木點時會形成面團(tuán)的揉搓效應(yīng)!
三顆著名的木星衛(wèi)星的拉普拉斯軌道共振效應(yīng)示意圖
從加熱機(jī)制可以推測,高溫巖石與水接觸,可以促成熱化學(xué)反應(yīng),能提供氫和還原性化學(xué)物質(zhì),紫外輻射則能分解水汽成氧氣,而且木衛(wèi)二表面存在巨大的裂隙等地質(zhì)運動機(jī)制,會將表面的這些物質(zhì)都帶入冰層以下,形成原始地球的部分條件,因此從這個角度來看,木衛(wèi)二冰層下有生命的機(jī)會還是比較大的!
三、水熊蟲能在木衛(wèi)二生存嗎?
從上文描述來看,木衛(wèi)二表面平均溫度為?171.15℃,但氣壓極低,水熊蟲可能會一直封凍狀態(tài),它存活幾天明顯是沒問題的,但很明顯這不是長久之計,進(jìn)入木衛(wèi)二的冰層以內(nèi)可能會好一些,因為按水熊蟲在地球上的分布條件,在木衛(wèi)二冰下的海洋中似乎并不是特別大的問題,但有兩個要求也許存在一些疑問:
1、木衛(wèi)二冰下液態(tài)水層的巨大壓力
2、液態(tài)水層的溶解氧
因為水熊蟲在高壓下生存并不好,只能維持?jǐn)?shù)小時至數(shù)天,而水熊蟲也是一種需氧生物,理論上來看木衛(wèi)二冰下海洋中的氧含量應(yīng)該極低,難以支撐水熊蟲的生態(tài)所需!
本文到此,也可以給出結(jié)論了,從目前推測來看,木衛(wèi)二確實可能存某些循環(huán)可能會出現(xiàn)局部適合生命生存的環(huán)境,但事實上這些僅僅依靠推測,而水熊蟲到達(dá)木衛(wèi)二,存在一段時間可能并不意外,但如果要在木衛(wèi)二上繁衍生息,可能還要未來進(jìn)一步確定!那么啥時候能確定呢?
四、木衛(wèi)二的探測計劃
歐洲宇航局和NASA曾經(jīng)制定了一系列雄心勃勃的木星探測計劃,但到現(xiàn)在為止我們引用的大部分?jǐn)?shù)據(jù)依舊來源于旅行者的飛越木星以及兩次伽利略任務(wù)的對木衛(wèi)二的觀測資料,曾經(jīng)“木星冰月軌道器”已經(jīng)取消!2006年制定的木衛(wèi)二探測計劃也沒有在NASA2007年的計劃中編列預(yù)算!
在2005年7月4日05時44分,“深度撞擊號”成功撞擊坦普爾1號彗星的彗核。本來木衛(wèi)二打算參考深度撞擊的模式來一次木衛(wèi)二的“深度探測”,因為這個計劃沒有從木衛(wèi)二起飛的過程,從控制和成本上來看是一個非常大的優(yōu)勢,但很可惜這個計劃也不了了之!
根據(jù)美國宇航局在前幾天的發(fā)布的公告,NASA已經(jīng)批準(zhǔn)了一項在2020年開始實施的木衛(wèi)二探測計劃,預(yù)計在2023年準(zhǔn)備完畢,2025年發(fā)射升空!這項計劃和早先的激進(jìn)的潛水探測器以及鉆頭冰層的計劃不一樣,此次任務(wù)搭載的是“穿冰雷達(dá)”,將在厚厚的木衛(wèi)二冰層下尋找湖泊和海洋!
另外探測器還搭載了高分辨率的相機(jī)和光譜儀,對木衛(wèi)二表面噴發(fā)的水汽物質(zhì)進(jìn)行光譜分析,看是否能找到NASA極其感興趣的氨基酸等生命誕生所需的物質(zhì)。但種花家更關(guān)心的是在"歐羅巴快艇"計劃后的無人探測器木衛(wèi)二登陸計劃,此任務(wù)將在木衛(wèi)二表面展開激動人心的外星鉆探!深入內(nèi)部尋找木衛(wèi)二的生命跡象!
盡管后者的探測更為令人激動,但至少從現(xiàn)在看來并沒有實質(zhì)性的展開,只是一個中遠(yuǎn)期的規(guī)劃與展望,但如果2025年發(fā)射的“歐羅巴快艇”計劃中發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)二噴出物中氨基酸存在的話,那么這個計劃是可以預(yù)期的!吃瓜群眾們期待嗎?