製造在泰坦星上產生氧氣的微生物,有多難?

2020-12-05 澎湃新聞

製造在泰坦星上產生氧氣的微生物，有多難?

2020-05-29 11:21 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務

2020年，美國參議員蘭德·保羅發推表示：「這麼多億萬富翁，為何不掏出1000萬美元，讓科學家創造出一種能夠生產氧氣，能在泰坦星（即土衛六）冰冷的甲烷湖泊中繁衍的生物呢？」

製圖：馬特·科林斯（Matt Collins）

撰文 | 史蒂夫·米爾斯基（Steve Mirsky）

翻譯 | 紅豬

2018年6月，《科學》雜誌上發表了一項研究，顯示在極端紅光中培養的含有葉綠素的藍藻（也叫「藍細菌」）也能實現一定的光合作用，雖然這種光線能量很低。

不久後，《宇宙》雜誌（Cosmos）就報導了這項發現，刊登了一篇精彩的文章，標題是《突破極限：藍藻能將火星改造成地球嗎？》（Pushing the Limit: Could Cyanobacteria Terraform Mars?）。導語是：藍藻可在極弱的光線下實現光合作用，這項發現對天體生物學頗有啟發。

2020年1月19日，美國肯塔基州參議員蘭德·保羅（Rand Paul）在他的一條推特中引用了這篇文章並寫道：「雖然總有人大驚小怪地預測氣候變差，但人類或許能再生存數億年。與此同時，我們也應該著手在合適的行星或衛星上創造大氣了。」不久，他又發了一條推特：「這麼多億萬富翁，為何不掏出1000萬美元，讓科學家用遺傳學方法創造出一種能夠生產氧氣，能在泰坦星（即土衛六）冰冷的甲烷湖泊中繁衍的生物呢？」

這些想法讓我覺得有些，呵呵，滑稽。首先我知道，一個物種不可能存在數億年時間。其次，創造一種生物來改造土星的衛星泰坦，就算有可能成功，投入的成本也必定超過某個億萬富翁的這點小錢。

於是，我聯絡了埃默裡大學的古生物學家兼地質學家安東尼·J·馬丁（Anthony J. Martin）。他指出人類的另一個物種尼安德特人「只存在了大約35萬年就滅絕了」。而我們智人物種還得再努力個幾萬年才能趕上他們。

接著，我又寫信給愛丁堡大學的演化生物學家史蒂夫·布魯薩特（Steve Brusatte）。他回信說：「即使我們再存活1000萬年，那也創紀錄了。我想不出有任何物種的壽命能達到那樣的長度。1000萬年之前，就連人類的譜系都尚未產生，那之後又過了幾百萬年，我們的祖先才和黑猩猩分家。」

再說說第二條推特。2016年確實有人在科學美國人網站上寫了一篇博文，說泰坦星可能是太陽系中第二宜居的地方（在某些方面超過了月球和火星）——但那都是很久很久很久以前的事了。

我對於這個用廉價轉基因微生物在泰坦星上生產氧氣的想法很感興趣，於是寫信給了一位行星生物學家。對方回信（他要求匿名）說：「我知道保羅參議員不是行星科學家，顯然他也不是經濟學家，但我認為他去做搞笑家肯定很有前途。我可以用長篇講座介紹泰坦星的大氣密度，或分析向甲烷混合物中添加游離氧的危害，但我不知道講這些有沒有用。」這位科學家也提到了「找到一種能在94K（-179.15℃）的氣溫中生產氧氣的光合細菌」是如何困難。

然後我又收到了唐納德·坎菲爾德（Donald Canfield）的來信，他是南丹麥大學的一位地球科學家，也是《氧氣：40億年歷史》（Oxygen: A Four-Billion-Year History）一書的作者。他是這麼寫的：「據我們所知，一切生命都需要水。如果我們要找的是不依靠水繁衍的生命，那就得大大拓寬對於生命存在條件的理解。這樣的發現將是基礎性的，並將大大超越我們目前關於生命的認識。對發現者來說獎金倒不算什麼了，因為他肯定會得諾貝爾獎。」

我前面說了嗎？地球在中晚元古宙的那些硫化海洋被稱作「坎菲爾德洋」（Canfield Ocean），這就是了紀念他的貢獻。坎菲爾德繼續寫道：「我覺得更明智的做法是用懸賞激勵科學家創造另一種光合生物，它最好能生產大量氫氣（以此提供能量），或是大量生新型微生物產塑料，或者是其他有用的氫氧化物（作為其新陳代謝的重要組成部分）。」

這樣看來，如果要暢想能幫助人類的新型微生物，那還是想幾種有用的好。

原標題：將泰坦星改造為生命家園，可行嗎？

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