尋找外星病毒,能幫助我們了解生命起源嗎?

2020-09-03 龍門正

北京時間8月26日消息,據國外媒體報導,自太空時代開啟以來,宇宙生物學家就一直想知道地球附近的行星是否孕育著任何生命,特別是像細菌、古細菌和真菌這些微生物。一些科學家還猜測他們是否遺漏了什麼,病毒也成為了科學家尋找地外生命的一個目標。


NASA的病毒焦點小組(Virus Focus Group)正試圖將病毒學上取得的進展整合到宇宙生物學中,以研究生命的起源、演化和它們在宇宙中的分布。通過給宇宙病毒學感興趣的科學家提供這樣一個平臺,NASA希望發展「新的研究領域來推動我們對病毒如何影響地球上——乃至或許太陽系中其他星球上——的生命起源與演化的理解」。

最近,NASA贊助的宇宙病毒學工作小組吸引了許多富有經驗的科學家,這些科學家的研究領域涵蓋多個方向。有了這些感興趣的研究人員的積極參與,這些工作小組有望促使NASA繼續為宇宙病毒學研究分配更多資金。

在我們的地球上,微生物——比如微小真菌、古細菌、細菌和變形蟲,幾乎無處不在。宇宙生物學家也早就考慮過微生物生活在太陽系其他地方的可能性,比如在火星、金星上,以及木星和土星的衛星上。只不過,在地球上,微生物的數量不如病毒的多,並且受到病毒的調節。


科學家好奇,木星的衛星之一「Europa」上是否有生命形式的存在

病毒,本質上來說,不能算是「活著的」。但是,病毒的數量卻比我們星球上所有活著的生物大十倍還多。我們地球上的病毒數量之多,如果將每一個病毒首尾相連的話,這條病毒鏈可以延伸1億光年那麼長,就像新冠病毒大流行所證明的那樣,病毒可以顯著地影響地球上的生命。

不過,傳統上,地外病毒並不是宇宙生物學的一個主要搜索目標。宇宙生物學家才剛剛開始將他們對病毒的了解融入我們對生命起源、演化和生命在宇宙中分布的了解中去。多年來,宇宙生物學一直是研究生命歷史的重要組成部分:通過研究與早期地球環境相似的或在其他星球上發現的環境,科學家可以研究孕育生命的環境條件。

如果將每一個病毒首尾相連的話,這條病毒鏈可以延伸1億光年那麼長

雖然病毒學研究一直以來都以影響人類健康的病毒為主,但科學家們已經得以更全面地了解病毒在我們世界中起到的種種作用。某些病毒會調節人類、動物和植物的健康,為生物提供抵抗病原體和環境壓力的物理與化學工具。病毒也時常與它們的宿主共同進化,並推動宿主進化,包括促使哺乳動物胎盤的發育。病毒也調節海洋中的養分轉換,分解細胞並釋放出對海洋生態系統至關重要的養分。

病毒在自然界中是一種獨特的存在——儘管它們與活細胞類似,也是由蛋白質和核酸組成,但它們卻無法獨立繁殖。在火星上或在土星的衛星上發現病毒將會是宇宙生物學的一個革命性突破。假設,病毒在各種系統中都是以相同的方式複製,那麼病毒的發現可以間接地表明細胞生命的存在。

把病毒也作為尋找地外生命的一個目標,甚至都不需要大範圍的調整儀器或技術。目前,用在太空梭上的技術開發都是以分析DNA和RNA等長鏈聚合物為主,未來將可以檢測活細胞、病毒乃至地球上沒有的非常規生命形式。

要說人們對病毒避之不及,其實是有失偏頗的。新冠病毒大流行確實證明,這些微小的生物因子有可能危害人類健康並極大地改變社會行為。然而事實是,儘管某些病毒株對人類健康有巨大影響,但絕大多數病毒只會感染微生物。宇宙病毒學可以「改變老百姓們談病毒而色變的心態」,因為病毒並不總是「毀滅世界的微小惡魔」。

病毒「對地球生命至關重要——或許它們在地球之外也同樣重要。宇宙病毒學也可以幫助科學家繼續增進對地球上病毒的了解。與尋找地外病毒一起,該領域可以為病毒如何協助塑造生命起源和演化提供線索,因為病毒在地球生命的演化初期便已經存在。另外,研究也可以幫助我們更好地了解病毒在地球上——「特別是在早期地球環境和相似的地外生態系統中」——發揮的作用。

宇宙病毒學確實突破了你尋找哪種生命或哪種生命跡象的邊界,人類不了解的東西實在太多,這種神秘和未知令我們深深著迷,因為這說明,一切皆有可能。

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