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細菌如何在太空中存活數十年?

小細菌的大本領

太空是一個對地球生命不太友好的地方,那裡寒冷黑暗,沒有可供呼吸的氧氣,卻充滿了擁有強大殺傷力的宇宙射線。科學家已經證明,在沒有防護措施的條件下,人類宇航員無法在太空中生存——他的血管會破裂,肺部氣體會逃逸,短短15秒内就會失去意識,而且人體細胞内的DNA也會被宇宙射線破壞。

雖然太空環境極其惡劣,但地球上卻有一種生物可以身處其中、遊刃有餘,它就是常常被我們視為低級生命體的細菌。科學家發現,細菌家族雖然個頭微小,但生命力往往極其頑強,有的細菌喜高溫,有的細菌耐酸堿,還有的細菌抗氧化。其中,有一種叫做“抗輻射奇異球菌”的細菌引起了科學家的興趣,因為它是迄今地球上所發現的對于電離輻射、紫外線、過氧化氫和其它破壞DNA的物質最具有抵抗力的細菌,有着“地球最頑強細菌”的美譽。科學家打算将它送上太空,看看它在太空中的狀态會是怎麼樣的。

細菌如何在太空中存活數十年?

于是,科學家培養了抗輻射奇異球菌的菌群,将其分為3份,分别放入3塊鋁合金面闆中,合金面闆被安裝在了國際空間站的外牆上。如此一來,抗輻射奇異球菌就完全暴露在了太空的真空和強輻射環境之中。每過1年,科學家将3份菌群中的1份取下來,帶回地球檢查細菌存活情況。結果發現,這些細菌即使暴露于太空3年之久,依然能夠生存下來。

團結就是力量

在沒有任何保護的狀态下,抗輻射奇異球菌竟然可以長時間适應太空,科學家想知道它是怎麼做到的。

科學家研究了從國際空間站卸下來的菌群,發現這些細菌并不是“全身而退”,而是有着一定的死亡率,而且這些細菌改變了“菌群社區”的形态,相互凝結到了一起。原來,即使是“地球最頑強的細菌”,作為單一的個體它也無力抵抗太空射線的“摧殘”。為了能夠讓菌群持續存活下去,這些細菌“團結”起來,形成不同厚度的“團塊”。位于團塊表面的細菌會被殺死,但這些死亡的細菌組成了一個保護性的外殼,将殼内的細菌保護起來。科學家根據第1、第2和第3年暴露于太空的菌群的存活數據做了計算,發現團塊越大,菌群的存活率越高。據科學家估計,厚度大于1毫米的細菌團塊或許能夠在太空存活長達8年,而更厚的團塊在太空環境下甚至能夠存活15到45年。

生命起源于太空?

細菌的出色表現讓一些科學家感到非常興奮,這挑戰了科學界對于地球生命起源學說的認知。

關于生命的起源,科學界長期主流的觀點是,地球生命起源于地球。根據“地球起源學說”,最初的生命在原始火山熱泉的“原始湯”中誕生,那裡的有機分子通過化學反應形成更複雜的分子,最終這些分子相互結合形成類似細菌的單細胞生命。單細胞生命又進化為更複雜的多細胞生命,進而逐漸演化成現在多樣的物種。“地球起源說”表明,生命非常罕見,或許在宇宙中隻發生過一次,僅出現在地球上。

然而,有一些科學家夢想着找到外星生命,他們提出了“宇宙胚種論”,即地球生命起源于太空。不需要“原始湯”的化學反應,銀河系中某個未知星球的微生物(可以是細菌)就可以通過星際旅行來到地球,在這裡安家落戶,繁衍進化出地球生命。同樣,地球的微生物也可以旅行到其他星球,在那裡引起一場蝴蝶效應。這樣一來,宇宙中存在外星生命的可能性就會大大增加了。

抗輻射奇異球菌的實驗,某種程度上就為“宇宙胚種論”提供了支持。設想一下,如果某一天地球被隕石擊中,猛烈的沖擊波有可能将細菌送入太空,後者或許就有機會漂移到另一個有水的星球——火星。不過,微生物從地球漂移到火星,少說也要上千萬年的時間。所以,為了讓“宇宙胚種論”顯得靠譜一點,科學家還需找到生命力更加頑強的細菌才行。

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