细菌能在太空中存活三年的意味： 莫非地球生命真的可能来自外星

刘军

微生物

日本进行的一项太空实验显示，某些类型的细菌可以在太空存活 3 年。这挑战了人们对生命的存在需要严苛条件的假设，并且支持了“泛种论”假说——该假说认为，地球的生命可能起源于陨石携带的微生物。研究成果发布在了《微生物学前沿》上。

这项太空实验隶属日本 Tanpopo 计划，该计划旨在研究生命、有机物质、地球粒子在星球之间的转移。2018 年，一家航空器与国际空间站脱离，带着一批特殊的“货物”返回地球。这些货物便是在太空生活了数年的菌落。作为返回地球的最后一批实验样品，其分析结果备受期待。如果证实微生物可以在真空、强辐射环境下长时间存活，这将大大推动“泛种论”的发展：生命或许可以在星球之间通过搭乘小行星、彗星和太空尘埃来回转移。

如今Tanpopo 团队有了最新研究成果，多种球菌属细菌确实在太空中生存了3年以上。这种细菌以其不同寻常的能力闻名——可以承受高剂量紫外线辐射但是不会造成损伤，因此也被认为是超级微生物。不过迄今为止，研究人员还不太清楚它是怎么做到这一点的。东京大学教授、Tanpopo 项目的首席科学家山岸明彦说：“球菌属细菌有多种机制可以让自己在恶劣环境中生存下去。我们测试了若干种机制，发现 DNA 修复能力对其在太空生存至关重要”。

作为 Tanpopo 试验的一部分，山岸明彦和他的同事们把干燥的细菌群落暴露在国际空间站之外的真空中，放置在一个实验舱内。当干燥的细菌返回地球时，实验人员给菌群注水，他们发现，最外层的细菌由于高剂量紫外线辐射已经死亡了，但它们保护了内部细菌的DNA不至于受到过于严重的伤害，从而让后者存活了下来。不论这个细菌群落有多厚，细菌基因的完整性从内层到外层是递减的。该团队此外还发现，埋在 0.5毫米之下的一个细菌颗粒在太空存活了 8 年。

航天器與国际空间站对接

这一系列发现对于支持“泛种论”的人来说，绝对是好消息。该理论起源于上世纪 70 年代，支持者认为，地球上的生命起源于银河系中的微生物，它们通过星际陨石来到地球，从而进化出生命。关于地球上生命的进化，典型的解释是，一堆有机分子在“原始软泥”中互相碰撞，形成更复杂的分子，最终这些分子结合在一起形成像细菌这样的单细胞生物，然后再进化成多细胞生物。但是，根据科学家的进一步了解，实际情况更复杂，而且难以解释。

地球生命的进化是断断续续的，期间有若干个波峰，但是波峰之间是长期的生命进化停滞。细菌大约出现在 35 亿年前，并且是后来 15亿年～20 亿年的主要生命形式。接着出现了稍微复杂一点的真核生物，又支配了生命界 10 亿年，最后才迎来寒武纪物种大爆发。为什么会有多个如此漫长的停滞期？想要解释它是棘手的。一种理论认为，生命进化的停滞期是被多次物种大灭绝打破的，这为新物种的产生创造了机会。而信奉泛种论的人则认为，早期生命是被一些偶然来到地球的地外微生物推动的。泛种论者还认为，撞击地球的陨石可能带有微生物或者基因片段，从而改变了地球生物进化的轨迹。有人质疑，陨石携带的微生物数量不足以引起整个地球生物进化轨迹的改变。泛种论者对此解释，如果这类陨石在银河系普遍存在，那就是有可能的。而且在 40 亿年前，地球遭受了大量陨石的猛烈轰炸，因此存在这种可能性。哈佛大学物理学家阿维·勒布说：“岩石内部的微生物，由于受到良好的保护，可以存活几百万年。”勒布进一步指出，如果地球在那次陨石攻击之前就存在生命的话，其中一些地球微生物也会在爆炸中离开地表，转移到其他行星上。这听起来很牵强，但是存在可能性。因为研究人员已经在地球上发现了来自火星的陨石，所以未来某一天，在火星上发现来自地球的陨石也并非不可能。

即便你不相信泛种论，Tanpopo 团队的发现也对“行星保护”的原则构成了挑战，该原则要求，在执行行星飞行任务时，要避免对目标天体和地球的污染。NASA 在发射火星探测装置时，尽力确保不携带任何生物组织，他们不想在寻找火星生命的同时污染那里的原始环境。但是由于 Tanpopo 团队的发现，带来了新的麻烦。特定的微生物确实可以在深空中生存很久，并且在没有特殊保护的情况下完成星球之间的转移。勒布说：“任何毫米厚度的聚集体都是肉眼可见的尘埃，航空器在发往火星之前都会经过清洁处理。而新的研究成果提示我们，还需要进行灭菌操作。”2018 年，山岸明彦和他的同事用飞机和热气球进行了多次高空试验，在 8 英里高的大气层中发现了球菌属细菌，这个高度要高于民航飞机的巡航高度。这并不意味着微生物能够从地球逃逸，因为它们并不具备逃逸地球引力的速度。但是，勒布在今年发表的一篇论文中指出，掠过地球大气层的小行星和彗星，会带走一些微生物进入星际空间。

泛种论学说并非主流，远未被科学界广泛接受。但是，类似 Tanpopo 这样的实验正在持续挑战人们的固有认知：生命的存在真的需要那么苛刻的环境吗？（摘自美《深科技》）（编辑/莱西）