天文科普:細菌如何在太空中存活數年?
來源:新浪科技
發布時間:2020-08-27
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“希望號”實驗艙是國際空間站的一部分,這項為期3年的實驗就是在這裏進行的“希望號”實驗艙是國際空間站的一部分,這項為期3年的實驗就是在這裏進行的

  新浪科技訊 北京時間8月27日消息,據國外媒體(ti) 報道,一項新研究表明,一種耐寒細菌能夠在嚴(yan) 酷的太空環境中存活很長一段時間,但前提是它們(men) 必須形成一團厚厚的凝結物。這一發現可能會(hui) 為(wei) 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(yu) 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(ge) 麵板上,研究人員取下了幹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“複活”了。不過需要指出的是,這些幸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(liang) 顆行星中任意一顆都有機會(hui) 將生命散播到另一顆行星上(盡管公平地說,我們(men) 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(men) 在在距離地表12千米的高空發現了抗輻射奇異球菌,這也是吉尼斯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(men) 在嚴(yan) 酷的太空環境中會(hui) 如何生存。

日本宇航員油井龜美也(Kimiya Yui)正在為細菌的太空暴露實驗做準備日本宇航員油井龜美也(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(nei) 的生存能力。該實驗於(yu) 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(yu) 凝結塊外表麵的細菌被殺死,但它們(men) 為(wei) 下方脫水的細菌提供了一個(ge) 保護性外殼。

  在對所有3個(ge) 樣品組的存活數據進行分析後,研究人員估計,直徑大於(yu) 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(wei) “它們(men) 具有多個(ge) 基因組副本,而且有很強的DNA損傷(shang) 修複能力”。一旦補充水分,這些細菌就會(hui) 修複受損的DNA並繼續生長。

  盡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(wei) 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,甚至可以埋藏在岩石之中。

  這項新研究令人興(xing) 奮,但還需要大量的工作,從(cong) 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(ti) 從(cong) 火星到地球的平均時間大約是數千萬(wan) 年,然而,在最短的軌道上隻需要幾個(ge) 月或幾年,盡管概率非常低。

  因此,盡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(men) 是否能存活數百萬(wan) 年仍是一個(ge) 懸而未決(jue) 的問題。在星際傳(chuan) 播和向火星傳(chuan) 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(yu) 外星球表麵的撞擊中如何幸存等。

  泛種論是一個(ge) 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(men) 想象的普遍得多。

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