細菌如何在太空中存活數年？形成厚厚的凝結塊

2020-09-03 新浪探索

「希望號」實驗艙是國際空間站的一部分，這項為期3年的實驗就是在這裡進行的。

　　新浪科技訊 北京時間8月27日消息，據國外媒體報導，一項新研究表明，一種耐寒細菌能夠在嚴酷的太空環境中存活很長一段時間，但前提是它們必須形成一團厚厚的凝結物。這一發現可能會為胚種論（panspermia）提供支持。胚種論又稱泛種論，是一種假說，猜想宇宙中存在著各種形態的微生物，通過隕星、小行星與彗星散播，並可能在地球上孕育了生命。

　　抗輻射奇異球菌（Deinococcus radiodurans）是一種嗜極微生物，能夠在低溫、電離輻射、紫外線和脫水條件下生存。一項新研究表明，這種細菌還能在太空的惡劣環境下生存。

　　在國際空間站外的一個面板上，研究人員取下了乾燥的抗輻射奇異球菌樣品，發現這些樣品在太空中放了3年之後，竟然又「復活」了。不過需要指出的是，這些倖存下來的細菌此前形成了一團厚厚的凝結物。

　　研究團隊發現，一些細菌在聚集成團時，便具備了在太空中長時間存活的條件。因此這支持了泛種論假說，即微生物生命可以在外星球上紮根。這項新研究也提到了一種可能涉及地球和火星的胚種論場景，即兩顆行星中任意一顆都有機會將生命散播到另一顆行星上（儘管公平地說，我們仍然不知道火星是否曾經適合生存）。

　　早在2008年，科學家就利用飛機和氣球探測並記錄了飄浮在高層大氣中的微生物。他們在在距離地表12千米的高空發現了抗輻射奇異球菌，這也是金氏世界紀錄中最具抗輻射能力的微生物。在地球對流層上層確認了這種細菌後，山岸明彥自然而然地想要了解它們在嚴酷的太空環境中會如何生存。

日本太空人油井龜美也（Kimiya Yui）正在為細菌的太空暴露實驗做準備。

　　在研究小組的實驗設計中，細菌樣品被放在國際空間站外的暴露實驗艙，在太空中暴露1、2、3年的時間。這樣的設計可以使研究人員繪製出一條生存曲線，並估計細菌在較長一段時間內的生存能力。該實驗於2015年至2018年在國際空間站上的日本實驗艙「希望號」（Kibo）上進行，研究人員將不同厚度的細菌凝結塊暴露在空間中。

　　實驗結果顯示，所有厚度超過0.5毫米的凝結塊在太空暴露3年後都存活了下來。研究人員指出，位於凝結塊外表面的細菌被殺死，但它們為下方脫水的細菌提供了一個保護性外殼。

　　在對所有3個樣品組的存活數據進行分析後，研究人員估計，直徑大於1毫米的細菌團或許能夠在外太空存活長達8年，而更厚的凝結塊在任何環境下都可能存活15到45年。

　　抗輻射奇異球菌是如何在如此惡劣的條件下生存的呢？這是因為「它們具有多個基因組副本，而且有很強的DNA損傷修復能力」。一旦補充水分，這些細菌就會修復受損的DNA並繼續生長。

　　儘管抗輻射奇異球菌是一種已知的嗜極微生物，但這項新發現還是為細菌在太空中的生存提供了很好的參考。該研究表明，在適當的保護下，某些細菌可以在外太空長期存活。這種保護可以是凝結物的形式，甚至可以埋藏在巖石之中。

　　這項新研究令人興奮，但還需要大量的工作，從理論上，微生物可以存活足夠長的時間來完成地球到火星的旅行。物體從火星到地球的平均時間大約是數千萬年，然而，在最短的軌道上只需要幾個月或幾年，儘管概率非常低。

　　因此，儘管微生物搭便車快速到達火星是可能的，但可能性很小。這些嗜極微生物或許能在太空中存活45年以上，但它們是否能存活數百萬年仍是一個懸而未決的問題。在星際傳播和向火星傳播的過程中，幾乎肯定需要如此漫長的時間。

　　如果考慮到其他因素，事情就變得更加複雜了，比如微生物如何在進入太空的劇烈過程（可能由小行星撞擊引起）中存活下來，或者如何挺過進入外星球大氣層時的高溫，以及與外星球表面的撞擊中如何倖存等。

　　泛種論是一個很有趣的理論，但要想讓它真正發揮作用還需要更多的研究。如果能證實這一假說，就將意味著生命在宇宙中要比我們想像的普遍得多。（任天）

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