科學家把一堆細菌帶到太空宇宙輻射下暴曬三年,發現它們還活著!

2020-12-05 山西晚報

地球生命的來源,是科學家們樂此不疲研究的話題。目前,主流的假說是「化學進化說」

這個假說認為生命來自地球,是地球早期的極端環境裡,非生命物質通過複雜的化學過程,一步步變成生命物質。但這個假說也有不完美的地方。

有科學家質疑,僅僅因為蛋白質大分子可以在自然環境中形成,就說地球能自然形成生命,這跨度太大。

因為生命中重要的組成部分,DNA序列,有著獨特的結構。僅僅依靠隨機過程,形成生命物體的概率小到幾乎不可能。在這種質疑下,有了第二種流行的假說:「胚種論」胚種論認為,生命不是來自地球,而是來自外太空中的微生物。在整個太空裡,瀰漫著各種形態的微生物。它們藏在彗星、小行星裡,四處遊走。

當它們撞擊到其他行星後,微生物停留下來,生長繁衍,最後形成高級生命體。

目前,科學家們發現微生物確實可以通過隕石在行星之間移動,石頭的厚度可以保護它們躲過宇宙中的致命射線。但日本科學家山岸彥明更進一步,他認為微生物在沒有隕石保護的情況下,也能四散開來。也就是說,生命有在行星之間自由穿梭的能力。為了證明這一點,這位來自東京醫科大學的分子生命學教授找到日本太空實驗艙合作。

(山岸彥明)

他和他的團隊選擇耐輻射奇球菌作為實驗微生物。這是一種極端微生物,對紫外線、電離輻射、強氧化劑有著驚人的抗性,被金氏世界紀錄稱為「世界上最頑強的細菌」。

(耐輻射奇球菌)

在對耐輻射奇球菌做了5年的太空模擬試驗後,日本太空探索局批准了他們的實驗請求。2015年4月,一批耐輻射奇球菌隨著SpaceX火箭發射到太空。送上太空的有三塊細菌板,由日本太空實驗艙上的機械臂抓好,暴露在宇宙射線中。

(日本太空實驗艙「希望號」)

每塊板子包含兩塊鋁板,上面有著20個淺坑,用來裝不同大小的耐輻射奇球菌。每年,實驗艙會卸下一塊細菌板,帶回到國際空間站,讓太空人將樣本送回地球分析。

經過三年的觀測,山岸彥明團隊發現:凡是厚度大於500微米的耐輻射奇球菌,都表現出和地球上相似的存活率。根據細菌厚度和存活時長的關係推斷,厚度大於500微米的耐輻射奇球菌能夠在實驗艙外存活15~45年,厚度超過1毫米的耐輻射奇球菌能自由漂浮在太空中,生存8年。

(細菌厚度和存活時間的關係)

山岸彥明的推斷,如果一團耐輻射奇球菌想從地球旅行到火星,那麼它只需要確保存活2~8年就可以了。為什麼耐輻射奇球菌能在太空中活下來?一方面,是因為外層的細胞死亡後,它能保護內部細胞,避免對DNA造成損傷。

越大的耐輻射奇球菌,存活的時間越長。另一方面,是耐輻射奇球菌善於修復DNA。大部分細菌只有一個DNA組,但耐輻射奇球菌有10個甚至更多。

這意味著當一段DNA受到損壞時,它可以大量生產蛋白質來修補。

最後,山岸彥明得出的實驗結論是,微生物可以在沒有巖石的保護下,直接成團降落在行星上。

這種移動方式和巖石搭載相結合,能估算出胚種移動發生的頻率。他稱這一理論為massapanspermia,是胚種論的分支。山岸彥明還說,如果胚種論確實是地球出現生命的原因,那麼會說明一件事,「這個宇宙中,生命的存在比我們想得要多得多」。不過,別的科學家也有不同意見。天體生物學家Natalie Grefenstette說,如果真的像山岸彥明說的那樣,生命可以通過自由漂浮的細菌團到處傳播,那麼會有兩個大限制。首先,當一堆細胞團降落到行星上時,它可能會像流星那樣燒起來,沒法降落到地上。其次,從一個行星飄到另一個行星上,時間可能需要非常長。

雖然靠著層狀結構,耐輻射奇球菌能在太空中存活幾十年,但和數百萬年的星際旅行時間比不值一提。對這些質疑,山岸彥明表示自己想找到是一種可能性。

(這項研究的報告發表在《微生物學前沿》上)

目前,山岸彥明想在離地球更遠的地方做實驗,包括NASA計劃在2020建造的月球附近的空間站。

他的團隊也在研製一種顯微鏡,希望能搜尋火星表面下是否存在生命體。關於生命起源,需要更多地科學家們繼續努力下去……

來源:英國那些事

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