人类会将地球生命带上火星吗?
本文摘要:新浪科技讯 北京时间7月15日消息,自太空时代开始以来,人类已经向火星发射了大约30架航天器,有些已经登陆并开展了多年的探测。这些航天器是否对火星环境产生了影响?美国威尔康奈尔医学院的遗传学家克里斯托弗·梅森认为,对于哪些微生物可能在火星之旅幸

新浪科技讯 北京时间7月15日消息,自太空时代开始以来,人类已经向火星发射了大约30架航天器,有些已经登陆并开展了多年的探测。这些航天器是否对火星环境产生了影响?美国威尔康奈尔医学院的遗传学家克里斯托弗·梅森认为,对于哪些微生物可能在火星之旅幸存下来的问题,现在已经有了一些初步答案。

毅力号火星车和机智号无人机已经在火星上取得了一些突破性的成果

当你阅读这篇文章时,毅力号(Perseverance)火星车正在这颗红色星球的表面持续工作着。这是一台和普通汽车差不多大小的火星漫游车,于今年2月18日安全降落在火星表面,其最高时速只有不足每小时152米。不过,毅力号携带着多种工具、仪器和实验设备,并已经取得了一些突破性的成果。

在这台3米长的火星探测车上,装有一台能将稀薄且富含二氧化碳的火星空气转化为氧气的机器,以及一架纸巾盒大小的直升机。这架被称为“机智号”(Ingenuity)的无人直升机在另一个星球上首次实现了有动力的受控飞行,每次飞行的时间都更长,飞行的高度也更高。

那么,有没有什么其他东西也和这些航天器一起来到火星上呢?是否有来自地球的微量细菌或孢子被意外带入太空,并在火星上安家?

尽管美国国家航空航天局(NASA)及其喷气推进实验室(JPL)的工程师们都遵循精确而全面的规程,以确保航天器在执行太空任务的过程中不会出现被任何生物体“搭便车”的情况,但最近的两项研究突出了一些隐忧:一些生物可能在清洗过程以及前往火星的过程中存活下来,同时某些微生物物种在太空中可能会加速进化。

首先,让我们从毅力号火星车的建造过程开始说起。在喷气推进实验室的航天器组装设施(SAF)中,包括毅力号在内的大多数航天器都是像洋葱一样,一层一层精心建造起来的;各个部件在安装之前,都要经过清洁和消毒。这种方法确保了航天设备在执行任务时几乎不会携带任何细菌、病毒、真菌或孢子。

在组装并准备发射到其他星球时,航天器要经过严格的清洗

NASA的航天器是在ISO-5洁净室(ISO-1表示最洁净的设施,ISO-9表示最不洁净的设施)中建造的,具有空气过滤器和严格的生物控制程序。通过这些设计,确保了每平方英尺中只有数百个颗粒的污染,理想情况下,每平方米的孢子数不会超过几十个。

然而,零生物量是几乎不可能做到的。微生物在地球上已经存在了数十亿年,它们无处不在。无论是在我们的体内,还是我们的身体表面,抑或我们周围的环境中,都有无数的微生物。有些微生物甚至能溜进最洁净的房间。

在过去,生物污染的检测主要是用拭子在设备上擦拭,然后放到培养基中培养,以了解微生物生命的生长能力。目前,克里斯托弗·梅森等研究者使用的新方法是先采集样品,再提取其中所有的DNA,然后用“鸟枪法”进行测序。顾名思义,这就像用猎枪来击打样品中的细胞,把它们打断成数十亿个DNA片段,然后对每个片段进行测序。之后,每个片段(或“读取”的序列)可以与序列数据库中已知的物种基因组进行比对。

目前,研究人员不仅可以对培养的微生物进行DNA测序,也可以对洁净室的DNA进行测序,因此能更全面地了解哪些微生物能存在于洁净环境下,甚至可以在太空的真空环境下生存。

美国国家航空航天局有严格的洁净室规程,旨在将航天器和着陆器的生物污染降至最低

在喷气推进实验室的洁净室里,研究人员已经发现了微生物的证据,这些微生物在太空任务中可能会造成问题。这些有机体具有更多与DNA修复有关的基因,使它们具有更强的抗辐射能力,可以在物体表面和设备上形成生物膜,并能够在干燥、寒冷的环境中生存。事实上,洁净室可能在微生物的进化中扮演了重要角色,将最顽强的微生物选择了出来,从而使它们有更大的机会在火星之旅中生存下来。

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