6月12日发表于《天体生物学》的研究证实,莫哈韦沙漠地衣在持续三个月的致死级太阳辐射下仍能存活。常见地衣物种Clavascidium lacinulatum虽受损伤,但仍保有恢复与繁殖能力,这表明暴露于强烈辐射的系外行星可能存在光合生命。
该研究首席作者、沙漠研究所微生物学副教授Henry Sun指出:"研究灵感源于一个奇特现象——沙漠地衣并非绿色而是黑色。其黑色素层被证实是自然界最有效的防晒剂"。该色素层厚度不足1毫米,却能使下方细胞免受辐射损伤,具备光稳定剂功能,甚至能抵御辐射引发的活性氧等有害化学反应。
实验采用连续90天的UVC(波长100-280nm)辐射暴露,结果显示半数藻类细胞在复水后仍具活性。研究团队通过两项化学实验证实,地衣酸类物质的防护机制堪比塑料工业使用的紫外线稳定剂。当藻细胞与共生真菌及保护层分离后,同等辐射条件下细胞在1分钟内死亡。
研究特别验证了不同大气环境下的适应性:在无氧环境中,辐射损伤进一步降低。这为M型和F型恒星周围行星(其耀斑常释放高强度UVC)的宜居性评估提供了新视角。地衣的进化适应性尤为巧妙——其防护层本是应对UVA/UVB的产物,对地球大气已过滤的UVC防护实属额外收益。
该发现拓展了天体生物学对生命极限的认知:NASA戈达德太空飞行中心的Tejinder Singh强调,此类"晒黑"的集群微生物可能广泛存在于系外行星。研究团队通过跨学科合作(微生物学与化学分析结合),揭示出地衣抗辐射机制的三重防护:物理屏障(黑色素层)、化学稳定(酸类物质)和代谢修复(共生系统)。
这项突破性研究不仅重新定义了地球生命的适应边界,更为詹姆斯·韦伯望远镜探测系外行星生物特征提供了关键参考标准——行星表面可能存在类似地衣的"辐射免疫"微生物生态系统。
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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