天气早知道|日本科学家发现，异常球菌能在恶劣太空环境中生存长达八年之久

2018年，一艘航天器载着不平常的货物离开国际空间站：在太空中渡过多年的细菌群。这些微生物是作为Tanpopo任务的一部分返回地球的最后样本，这是一项研究空间环境对简朴生物体影响日本天体生物学实验。假如微生物在长期暴露于真空中幸免于难，这将对有争议的被称为“有生源说(panspermia)”的理论产生重大推动作用，该理论表明生命在小行星、彗星和太空尘埃之间的行星间飞行。

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周三， Tanpopo团队的新研究发表在《微生物学前沿》上，具体先容了多种异常球菌（Deinococcus bacteria）是如何连续三年暴露在恶劣的太空环境中存活下来的。这种细菌以其不凡的抵挡高剂量紫外线辐射造成的基因损伤的能力而著名，这种细菌将其归类为缓凝剂等其他所谓的“极端微生物” 。但是研究职员不确定毕竟是如何实现这一豪举的。
日本东京大学教授， Tanpopo任务的首席科学家山岸明彦（Akihiko Yamagishi）说：“ 异常球菌属具有在恶劣环境中生存的多种机制。 ” “我们测试了该细菌相应的负责机制，并发现其DNA修复系统对于在空间环境中生存非常重要。 ”

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作为Tanpopo实验的一部分，山岸明彦和他的同事在空间站外部的一个实验舱中，将三种不同物种的异常球菌属的干菌群暴露在太空真空中。当研究职员重新补充地球上的菌落时，他们发现它们最外层的层因暴露在高剂量的紫外线辐射下而死亡。但是，细菌的死亡层保护了下面微生物的DNA免受损坏。无论菌落有多厚，完整细菌基因的数目从暴露到太空后都会逐渐减少，研究小组的结果表明，只有半毫米深的细菌团块可以在太空中生存长达八年。
对于支持有生源说(panspermia)的人来说，这是个好消息，该理论可以追溯到20世纪70年代初，并表明生命（包括地球上的生命）是由飞奔的太空岩石上的微生物而播种的。这远非主流观点，但它最早的支持者之一，数学家钱德拉·维克拉玛辛格（Chandra Wickramasinghe）以为，它可以解释地球上生命泛起的几个棘手题目。

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一个典型的解释是，生命是由一群有机分子在沸腾的原始软泥中相互撞击而形成的，并逐渐形成更复杂的分子。终极，这些分子结合形成单细胞生物，如细菌，然后演变为多细胞生物，依此类推。但是，据科学家所知，地球上的生命进化却一帆风顺的。物种形成的高峰很短，而停滞期较长。大约40亿年前，细菌泛起在，它们便成为地球上在20亿年内主要的生命形式。然后是略显复杂的单细胞生物（称为真核生物）的大爆炸，在更复杂的生物终极开始泛起之前，真核生物又统治了十亿年。
这些长期的进化停顿令人困惑。一种解释是，这些平衡时期是由物种灭绝事件造成，这些事件为物种形成创造了新的机会。相信有生源说(panspermia)的人相信，假如通过率性的外星微生物推动生命的早期，可以解释地球不平常的进化时间表。

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一种被称为"有生源说(panspermia)"理论以为，撞击地球的小行星和陨石可能含有一些基本生物体或遗传物质，这些生物或遗传物质改变了地球上生命的进化轨迹。到达一颗小行星的细菌数目不太可能改变整个星球的进化。他们以为，假如在银河系的这一部分中，生物富集的太空岩石很常见，那么地球在40亿年前经历的猛烈轰击也许足以解决这个题目。这是一个很大的假设，但有一些证据支持这个设法。哈佛大学物理学家阿维·勒布（Avi Loeb）说："当在岩石深处得到保护时，计算表明细菌可以存活数百万年。 ” 分页标题
【天气早知道|日本科学家发现，异常球菌能在恶劣太空环境中生存长达八年之久】模拟已经表明，这个过程也可以走另一条路。如果说生命在数十亿年前被小行星破碎摧毁时已经开始了，那么其中一些陆地微生物可能已经从地表爆炸，终极泛起在太阳系的另一颗行星上。勒布说，这听起来有些牵强，但研究职员已经在地球上发现了来自火星的岩石，因此有充分的理由怀疑我们有一天会在火星上找到地球上的岩石。

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因此，假如美国国家航空航天局（NASA）在火星上找到生命的证据，并在火星上找到地球上岩石，那么火星生命也有可能来自地球。确实，假如科学家在火星上发现生命，最大的挑战之一就是确定其发源。但是，还有一些线索，例如，地球上所有的DNA都沿着相同的方向螺旋。假如在火星上发现DNA旋向相反的话，则有充分的证据表明生命独立地起源于红色星球，生命没有从地球上飞到火星上。勒布说，即使您不相信有生源说(panspermia)的假设， Tanpopo小组的结果也对行星保护产生了严峻影响。美国国家航空航天局（NASA）和其他太空机构在确保航天器，在发射到火星时不会携带任何来自地球的生物材料时碰到许多麻烦。他们不想无意中破坏了原始环境，在那里他们正在寻找古老的外星生命的微弱迹象。但是现在，山岸明彦和他在日本的团队已经表明，某些类型的细菌可以在深空中生存足够长的时间，从而在没有任何保护的情况下进行行星际旅行。

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“在发射火星任务之前，洁净室内的任何毫米厚的聚集体都会被清洁擦除掉。 ”勒布说，“但是这些结果使我们意识到，对所有送往其他星球以寻求生命的航天器进行灭菌的重要性。 ”
2018年，山岸明彦和他的同事使用飞机和景象形象气球在地球上进行了一系列高空实验，在大气层近11公里处发现了异常球菌属细菌的痕迹。这远高于客机的巡航高度。但这并不意味着地球正在将这些强壮的微生物泄漏到太空中。漂浮在轻风中的小微生物群落无法逃脱地球引力的作用。但是正如勒布在今年早些时候与他人合着的论文中所胪陈的那样，小行星和彗星有可能像擦过池塘的石头一样擦过地球大气层，吸收了大气中的一些微生物并将其带入星际空间。

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关于有生源说(panspermia)的理论仍旧存在争议，并且在科学界未被广泛接受。但是，就目前而言，像Tanpopo这样的实验仍在挑战我们对生命必须前提的假设。