2022-02-18 12:23

细菌团块可以在行星间传播生命

The bacterial exposure experiment took place from 2015 to 2018 using the Exposed Facility located on the exterior of Kibo, the Japanese Experimental Module of the Internatio<em></em>nal Space Station.

几十年来,天文学家们一直认为微生物可以像风中的花粉一样在广阔的空间中漂浮,在宇宙中播下生命的种子。来自天体生物学任务“Tanpopo”(日语中恰如“蒲公英”的名字)的新研究表明,它们很可能是蒲公英。这将使生命在宇宙中比之前想象的更加普遍。

“生命的起源是人类最大的谜团,”东京大学微生物学家、Tanpopo任务的首席研究员、这篇新论文的主要作者Akihiko Yamagishi说。他说,该团队能够证明,如果微生物聚集在一起,它们将能够在从火星到地球的长途跋涉中生存,而不受太空危险的保护。

为了做到这一点,天体生物学家将他们的实验带到太空,看看地球生命是如何在这种恶劣的环境中生存的,在那里,真空、缺氧、紫外线辐射和极端的温度似乎都将它排除在外。在周三发表在《微生物学前沿》(Frontiers of Microbiology)杂志上的这项新研究中,研究人员报告了国际空间站上的一种特定细菌是如何在这些严酷的太空环境中生存了整整三年的。

首先,2015年,美国宇航局宇航员斯科特·凯利在巨大的太空实验室外的曝光面板上粘贴了密密的耐药球菌球。嗜酸球菌可以在大气层的高处发现,它具有抵抗高剂量紫外线辐射造成的基因损伤的不同寻常的能力,并倾向于形成相对较大的菌落。

随后,宇航员在一年、两年和三年之后观察了这些颗粒。经过三年艰苦的逗留,最薄的细菌层被紫外线照射。但死亡的细菌层保护了下面的微生物的DNA,使其不会受到太大的破坏而无法存活:研究人员发现,所有大于0.5毫米的样本至少在高海拔徒步旅行中幸存了一部分。Yamagishi和他的同事们认为,一个两倍于此厚度的蚁群——大约是一角硬币的宽度——可以在太空中存活8年。Yamagishi说,这远远超过了从火星到地球的时间。

这增加了生源说的可行性,该理论认为地球上的生命是遥远父母的孩子。想法很简单:生命并非起源于地球,而是从宇宙的其他地方搭上便车来到这里的。这项研究“进行得很好”,没有参与这项研究的白金汉大学天体生物学家钱德拉·维克拉马辛哈说。1974年,维克勒马辛哈第一个以科学严谨的方式提出了生源说理论。“在过去的40年里,所有关于彗星生源说的预测都得到了证实。对于一个错误的理论来说,这种情况不太可能发生。”

Manasvi词儿,佛罗里达理工学院的一位天体生物学家也没有参与这项研究,认为本研究是“一个有价值的添加到越来越多的证据表明,极端微生物非常耐寒,能够承受外太空的危险,“至少在很短的时间。然而,林加姆补充说,这项新研究对行星保护和生物污染也有严重的影响——像嗜极菌这样的极端微生物可能已经成功地搭乘了过去和现在送往火星的宇宙飞船,无意中破坏了火星的原始环境。如果有一天我们真的在火星上发现了生命,可能很难判断它们是来自火星还是从其他行星天体漂移过来的。

之前的研究表明,细菌在受到岩石保护的情况下可以在太空中生存,但Yamagishi和他的同事认为,细菌也可能通过聚集在一起,建立一个“行星间转移方舟”的方式生存——作者称之为“大规模精子论”的概念。

尽管这是迄今为止对外太空细菌存活率的最好估计,但生源说理论仍然存在争议。在太空中生存的微生物如何在从一个天体转移到另一个天体的过程中在物理上存活下来,仍然有许多未解的问题。Yamagishi的团队和Tanpopo任务将继续在不同的条件下对不同的物种进行暴露实验,试图找出一些答案。