鄭德楊
黏菌為多頭絨泡菌,呈黃色,嚴(yán)格意義上講,盡管它并不屬于動(dòng)物,也不算真菌,更不是植物,卻能像動(dòng)物一樣移動(dòng)。我校科創(chuàng)中心衛(wèi)星載荷地面實(shí)驗(yàn)室測(cè)速結(jié)果顯示,它的移動(dòng)速度可達(dá)2.13~2.21cm/h。
黏菌是一群類似霉菌的生物,廣泛分布在世界各地,喜歡溫暖、潮濕的環(huán)境,能形成具有細(xì)胞壁的孢子,但成長(zhǎng)史中沒有菌絲的出現(xiàn),而是有一段黏黏的時(shí)期,因而得名。黏菌沒有大腦、神經(jīng)、眼睛,雖然只能感知周圍的環(huán)境,但經(jīng)常表現(xiàn)出驚人的線路規(guī)劃能力。那么,這種能力在太空中能否繼續(xù)發(fā)揮呢?
一、黏菌在太空家園——“太原”號(hào)衛(wèi)星中的生存環(huán)境
“太原”號(hào)衛(wèi)星運(yùn)行在距地面300~1 000km的高度,它將執(zhí)行把黏菌送上太空的任務(wù)。黏菌能否在太空生存,首先要考慮地球大氣問題。
地球大氣的氣體主要集中在0~50km的高度,約占地球大氣總量的99.9%,而在高度大于100km的空間僅占0.000 1%左右。隨著高度的增加,大氣越來越稀薄,即越來越接近真空。隨著大氣密度減小,大氣壓力也隨之減小。度量環(huán)境真空度的高低一般不用大氣密度,而是用大氣壓力,單位是Pa。大氣壓力隨著高度的增加按指數(shù)規(guī)律下降。
那么,黏菌在真空環(huán)境中能生存嗎?
二、真空環(huán)境中生存驗(yàn)證試驗(yàn)
我從學(xué)校衛(wèi)星載荷地面實(shí)驗(yàn)室取出一塊爬滿黏菌的紗布,將其放入1 000ml透明塑料盒再次培養(yǎng),加入黏菌最喜歡的食物之一——不加糖的燕麥,用噴壺噴水打濕,并把盒子移入真空桶,將盒內(nèi)環(huán)境抽成真空。
地面驗(yàn)證試驗(yàn)表明,在-0.75~-1Bar(100×kPa)真空環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng),黏菌能維持生存,且16小時(shí)9分鐘20秒內(nèi)有較明顯的移動(dòng)與聚集,如圖3(a)(b)(c)(d)盒子左上側(cè)。
黏菌能在一定程度的真空環(huán)境中存活,這讓黏菌作為衛(wèi)星載荷成為可能。為了確保黏菌在太空中生存,我又設(shè)計(jì)了第二個(gè)驗(yàn)證試驗(yàn)。
把黏菌放入1 000ml透明的塑料培養(yǎng)盒,將盒內(nèi)環(huán)境抽成真空,并用真空食品袋(或加厚鋁箔真空食品袋)進(jìn)行密封包裝,24h后,黏菌依然能存活。所以,可在發(fā)射衛(wèi)星前,把裝有黏菌、含有一定量空氣的盒子進(jìn)行密封包裝后搭載衛(wèi)星發(fā)射到太空,更能確保黏菌在衛(wèi)星上的存活率。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2020年9期