从喜马拉雅山巅到死亡谷沙漠，从南极到火山，苔藓在地球上最极端的环境中繁盛生长。受到这种顽强生命力的启发，研究人员将苔藓孢子体（即包裹孢子的繁殖结构）送往迄今为止最极端的环境：太空。

日本研究人员11月21日在发表于《交叉科学》的一项研究中报告称，超过80%的孢子在国际空间站（ISS）外生存了9个多月，返回地球后仍具备繁殖能力，首次证明了早期陆生植物能够长期承受太空环境的考验。

“包括人类在内的大多数生物都无法在太空真空中生存，哪怕只是短暂时间。”论文第一作者、日本北海道大学的Tomomichi Fujita表示，“然而，这些苔藓孢子在直接暴露9个月后仍保持了活力。这表明地球生命在细胞层面可能拥有承受太空环境的内在机制，提供了有力证据。”

“太空苔藓”这一概念是Fujita在研究植物进化与发育时产生的。苔藓即便在地球最恶劣的环境中也能繁衍生息，这让他深受触动。“我开始想：这种体型微小却异常顽强的植物是否也能在太空中存活？”

为了找到答案，Fujita团队将一种研究充分的小立碗藓置于模拟太空环境中，使其经受高强度紫外线辐射、极端高低温和真空条件的考验。

他们测试了苔藓的3种不同结构——原丝体（即幼年苔藓）、繁殖细胞（在压力条件下产生的特化干细胞）和孢子体，以找出哪种在太空中的存活几率最高。

“我们预测，太空的综合压力——包括真空、宇宙辐射、极端温度和微重力——将比任何单一压力造成的损害大得多。”Fujita说道。

研究人员发现，紫外线辐射是最难克服的生存要素，而孢子体是3种苔藓结构中最具韧性的。幼年苔藓在高强度紫外线或极端温度下无一存活。繁殖细胞的存活率虽略高，但孢子对紫外线辐射的耐受性高出约1000倍。此外，孢子在零下196°C下暴露超过一周后仍能存活并发芽，在55°C高温下存活一个月后也同样如此。

研究团队认为，孢子周围的结构起到了保护屏障的作用，能够吸收紫外线辐射，并在物理和化学层面双重保护内部孢子免受损伤。研究人员指出，这很可能是一种进化适应，使得苔藓植物得以在5亿年前从水生环境向陆地环境过渡，并在此后的多次大灭绝事件中幸存下来。

为了验证这种适应机制是否能让孢子体适应真实的太空环境，研究团队将孢子送出了大气层。

2022年3月，研究人员通过天鹅座NG-17货运飞船将数百个孢子体送往国际空间站。抵达后，宇航员将孢子体样本安装在空间站外部，使其在太空中暴露长达283天。随后，这些苔藓于2023年1月搭乘SpaceX CRS-16货运飞船返回地球，并被运回实验室进行测试。

“我们本以为存活率几乎为零，但结果恰恰相反：大多数孢子都存活了下来。这些微小植物细胞所展现出的非凡生命力令我们震惊不已。”Fujita说。

苔藓。图片来自：Pixabay

超过80%的孢子在这场太空之旅中存活了下来，回到实验室后，这些幸存的孢子中89%都能发芽。研究团队还测试了孢子的叶绿素水平，发现所有类型都正常，唯独叶绿素a减少了20%。叶绿素a是一种对可见光变化特别敏感的化合物，但这一变化似乎并未影响孢子的健康状况。

“这项研究展示了地球起源生命的惊人韧性。”Fujita表示。

为了探究孢子在太空中还能存活更久，Fujita团队利用苔藓往返前后的数据建立了数学模型。他们预测，在太空环境下，包裹的孢子最多可存活5600天——约15年。不过，他们强调这个数字仅为粗略估算，要准确预测苔藓在太空中的存活时长，还需要更大的数据集。

研究人员希望，他们的工作能推动关于外星土壤促进植物生长潜力的研究，并启发人们探索利用苔藓在太空中发展农业系统。

“最终，我们希望这项工作能为在月球、火星等外星环境中构建生态系统开辟了新的前沿，我希望我们的苔藓研究能成为一个起点。”Fujita说。 

相关论文信息：

http://doi.org/10.1016/j.isci.2025.113827