本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
埃爾斯米爾島上的淚滴冰川的位置（左圖）和冰川的鳥瞰圖（右圖）。白色箭頭指示冰緣線——小冰期期間的最大冰川範圍。自 1998 年以來，冰川融化速度顯著加快（見論文中的圖 3）。從兩個紅色叉號之間冰川邊緣 10 米範圍內取樣的苔蘚。來自 La Farge、Williams 和 England，2013 年。點選圖片連結到來源。
幾個月前，科學家們揭示，加拿大的一些頑強苔蘚設法完成了一件長期以來被認為不可能的事情：在冰川末端附近經歷了 400 年的近距離接觸後，仍然存活下來，並活到了再次發芽的一天。關於冰川的傳統觀點是，它們是地球的刮削者、生命的毀滅者，是地質力量。除了細菌和藻類（當然，這並不真正算數），沒有什麼能在它們的 passage 下倖存。當冰川退去時，它們留下的是“白板”：一片空白。現在不再是這樣了。事實證明，不起眼的苔蘚可以征服冰川。
雖然自 20 世紀 60 年代以來，科學家們就觀察到苔蘚和其他植物在退縮冰川的潮溼後方出現，但之前的所有報告都表明，這些植物肯定是死了。根據艾伯塔大學的一個由三名科學家組成的團隊對埃爾斯米爾島融化的淚滴冰川陰影下出現的苔蘚進行了檢查，並在 6 月份的《美國國家科學院院刊》上報告了他們的發現，這些苔蘚完整地出現，即使有點發黑，並且儲存得非常完好，甚至包括微小的孢子囊和纖細的毛髮。放射性碳測年結果的範圍從 404.5 年到 614.5 年不等。
為了支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保有關塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
在冰川下 400 年後，您看起來會這麼好嗎？從淚滴冰川中出現的阿爾卑斯蘚（左）和球序金髮蘚（右）。正如您在面板 D 中看到的那樣，葉子和莖是完整的。比例尺 a) 中為 10 釐米，c) 中為 20 釐米。來自 La Farge、Williams 和 England 2013 年。點選圖片連結到來源。
但這還不是全部。一些新出現的苔蘚已經長出了綠色的嫩芽或分支，這表明它們正在重新開始，就像詹姆斯一世坐在英國王位上，第一批英國殖民者在弗吉尼亞以他的名義建立定居點時一樣。
從淚滴冰川中出現的苔蘚上明顯的新的生長（這些*不是*培養物）。LIA = 小冰期（公元 1550-1850 年）。來自 La Farge、Williams 和 England 2013 年。點選圖片連結到論文。
發現它們的科學家剪下了這些植物的樣本，並試圖在實驗室中培養它們。令人驚訝的是，來自四個不同非雜草苔蘚物種的培養物生長了。
但是，這些苔蘚如何做到這一點的呢？除了冰川的冰凍溫度和巨大壓力外，還有 400 年無法獲得陽光，以及暴露於設法穿透冰層的任何宇宙射線，會對一片葉子在許多情況下只有一層細胞厚的嬌嫩綠色植物的生命支援系統造成什麼影響，這個問題。
事實證明，答案與北極冰川的性質有關。苔蘚不是被磨削、刮削的冰川吞噬的，而是被“非侵蝕性、冷基冰川邊緣”吞噬的，這是兩極附近的主要型別。換句話說，苔蘚是緩慢地被積雪掩埋的，與您可能從較低緯度冰川的運動中預期的相比，這是一種相當溫和的冰封方式。
但它們的壯舉也與苔蘚遵循的進化路徑有很大關係。它們利用其古老的生物學和解剖學特徵套件來適應惡劣的環境——這些環境可能類似於它們的形式在 4.7 億年前首次進化的古代環境——在這些環境中，被冰川碾壓等不幸事件不是遙遠的可能性，而是生活的事實。
例如，如果您磨碎一株矮牽牛，您將得到矮牽牛泥。如果您磨碎一塊苔蘚，並且您可以得到成千上萬的小苔蘚，就像《魔法師的學徒》一樣。每個苔蘚細胞，無論是在葉子、根部還是嫩芽中，都具有去特化並長成整個新生物體的潛力。在動物中，我們稱這些為幹細胞，但在人類中，只有少數選定的細胞保持這種能力。在苔蘚中，每個細胞都可以是“幹細胞”。植物學家將這種能力稱為“全能性”，雖然苔蘚及其朋友擁有這種能力，但大多數“高等”植物卻沒有。因此，苔蘚孢子不必在創傷中倖存下來，甚至整個植物也不必。只需要一小塊就可以從頭開始構建一個全新的苔蘚。
為了強調苔蘚儘管具有“原始”特徵，但並非“低等”或“退化”植物——它們只是以不同的創造性方向部署了它們的才能——La Farge、Williams 和 England 指出了對一種名為Silene stenophylla的開花植物的研究。這種植物俗稱狹葉蠅子草（並且是開花石竹科的一員），最近從西伯利亞永久凍土層下 20-40 米處復活了一個這種植物的標本，時間為 31,800 年。但是，為了讓它長出嫩芽，科學家們不得不提取種子的胎座組織，克隆它，然後在特殊的食物上種植它。從淚滴冰川中挖掘出來的苔蘚只需要磨碎，撒在盆栽土壤上，然後澆水即可。與之後進化出的花哨的“高等”植物不同，可愛、柔軟、毛茸茸的苔蘚，至少在這種情況下，才是真正的堅韌不拔的倖存者。
但是苔蘚還有另一個訣竅。與大多數其他植物不同，苔蘚無法調節進入或離開其身體的水分。您看到的大多數“高等”植物都有厚厚的蠟質塗層，只允許水分透過根部或葉子上稱為氣孔的孔洞進入和離開。這樣，它們就能夠在大部分時間裡保持存活和生長——即使在不潮溼或下雨的時候也是如此。但是，如果它們確實耗盡了水分——就像在乾旱期間一樣——大多數植物會枯萎並死亡。它們不能容忍被曬乾。
另一方面，苔蘚與水有一種自由放任的關係。如果那裡有水，它們會立即膨脹並生長。如果沒有水，它們就會枯萎，安全地暫停它們的生物功能，然後等待。它們可以等待很長時間。這種特性被稱為“變水性”，與全能性一起，它們使苔蘚能夠從舊的、飽經風霜的、乾燥的苔蘚碎片中生長出全新的植物。
承受長時間的乾燥是一種適應，也賦予了其他生物體非凡的復原能力，包括被稱為輪蟲和緩步動物或水熊蟲的微小動物。長期以來，人們一直懷疑水熊蟲承受極端輻射、溫度，甚至太空真空的能力，是它們處理修復乾燥引起的不可避免的 DNA 損傷的系統的不經意的副作用。也許並非巧合的是，這些相同的生物經常被發現在微小的苔蘚森林中生活（水熊蟲的另一個可愛的名字是“苔蘚小豬”）。
現在，科學家們可以將“極端冰川遭遇”新增到苔蘚生態系統成員中發現的令人印象深刻的耐受性列表中。他們現在也知道，退縮的冰川不應被視為生物空白地帶。由於其獨特的生物學特性，苔蘚可能會從已經嵌入敵方陣地的位置領導冰川后時代的再征服運動。
參考文獻
La Farge C.、Williams K.H. 和 England J.H. (2013)。從極地冰川中出現的冰川時期苔蘚的再生及其在極端環境中全能性的意義，《美國國家科學院院刊》，110 (24) 9839-9844。DOI：10.1073/pnas.1304199110