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莫哈韦沙漠地衣(以_Xanthoria elegans_为代表)展现的极端环境耐受性为探索系外行星生命可能性提供了关键启示。其生存策略可从以下角度解析:**1. 辐射防护机制与代谢适应性**地衣通过多

本站发布时间:2025-07-03 19:56:47
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2025年6月12日发表于《天体生物学》的新研究证明,莫哈韦沙漠中发现的地衣(Clavascidium lacinulatum)在持续暴露于此前认为致命的太阳辐射水平下仍存活了三个月。尽管受到损伤,这种常见地衣仍能恢复并复制。结果表明,光合生命可能在暴露于强烈太阳辐射的行星上存在。

该研究主要作者、沙漠研究所微生物学副教授孙亨利解释:“研究源于一个奇特现象——沙漠中的地衣并非绿色而是黑色。它们含有叶绿素并进行光合作用,黑色素实则为天然高效防晒剂,能吸收并消散紫外线能量。”研究团队通过切割地衣横截面发现,其表层深色保护层(厚度不足1毫米)通过化学稳定机制屏蔽下方细胞免受辐射损伤,包括活性氧的破坏作用。

实验中,研究人员将地衣置于实验室UVC灯下连续照射三个月(模拟系外行星高强度辐射环境),发现超过半数藻类细胞在复水后仍保持活性。这表明地衣具备生态级的耐辐射能力,而不仅是短期存活。值得注意的是,单独的藻细胞脱离真菌保护层后,UVC暴露不足1分钟即死亡,突显了真菌-藻类共生体系的重要性。

化学分析显示,地衣通过酚类化合物(如地衣酸)和类菌孢素氨基酸(MAAs)等多功能分子构建紫外线屏障,这与塑料抗紫外添加剂原理相似。这些化合物不仅能屏蔽UVA/UVB,甚至对地球大气已过滤的UVC也具备防御能力,暗示其可能是早期陆地生命适应强辐射环境的进化遗迹。

研究还发现,在无氧环境中地衣辐射损伤进一步减轻,可能与减少紫外线诱导的光化学反应(如臭氧生成)有关。这为评估低氧或无氧系外行星的潜在适居性提供了新视角。

随着詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的部署,研究人员认为此类耐辐射生物可作为寻找外星光合生命的参考模型。JWST的近红外光谱仪(NIRSpec)和NIRCam的高灵敏度成像能力,将能探测系外行星大气中类似地衣防护色素的生物标志物。

该发现不仅拓展了地球极端生物的生存极限认知,也为天体生物学筛选标准提供了新方向:行星若存在类似地衣的群居微生物,其“晒黑”特性可能使其在强紫外线环境中广泛分布。

Story Source:

Materialsprovided byDesert Research Institute.Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Tejinder Singh, Christos D. Georgiou, Christopher S. Jeffrey, Matthew J. Tucker, Casey S. Philbin, Tanzil Mahmud, Christopher P. McKay, Henry J. Sun.UVC-Intense Exoplanets May Not Be Uninhabitable: Evidence from a Desert Lichen.Astrobiology, 2025; 25 (6): 404 DOI:10.1089/ast.2024.0137

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