人类殖民太空的哨兵——微生物

人类殖民太空的哨兵——微生物

卡西尼号上的照片是人类拍摄的最美丽的照片之一。在环绕土星并拍摄土星的许多年里,位于卡西尼号任务中心的宇宙飞船为人类提供了堪称典范的美丽图像,详细描绘了土星北极的风暴带和悬挂在其轨道上的卫星。上面的图像显示了从土星的黑暗面看到的地球的精细、柔软的身体。我们的家在远处盘旋。一个乳白色的尘埃,在所有其他的恒星和宇宙天体中显得相当普通,航行在它们那无边无际的黑色大海上。这艘飞船总共在近300个土星轨道上拍摄了40万张照片。但卡西尼号有一个特别的发现,它为此付出了生命的代价。

宇宙飞船可能已经进入了土星的轨道。在那里,它的仪器将使它能够继续进行重要的观测并向地球发回数据。相反,美国国家航空航天局(NASA)的团队决定有目的地操纵卡西尼号进入土星的恶劣大气层,在那里,卡西尼号将会坠落,发生故障并融化成一个无法辨认的物体。卡西尼号发现了什么标志着死亡的东西?

人类殖民太空的哨兵——微生物

恩克拉多斯,土星的53颗卫星之一。卡西尼号报告说,恩克拉多斯有一个迷人的景观,在它的冰下有咸水海洋和喷发的羽状物。现在几乎所有的化学成分都是生物体所需要的,而热液喷口被认为为恩克拉多斯的海洋提供了温暖而丰富的矿物质。这些条件与地球上生命开始前的条件并无不同。如果卡西尼号被允许留在土星的轨道上,那么它就有可能在某一天与土卫二相撞,从而污染土星的微生物,破坏我们研究恩克拉多斯是否有自己的原生生命的机会。

宇宙飞船确实要经过严格的消毒,但不可能在出发前杀死所有的有机体。细菌和真菌在国际空间站上生存。耐寒的缓步动物甚至能忍受真空空间。被派往火星表面探索的火星探测车已经被彻底清理干净,但至少有一些微生物无疑已经到达并着陆在火星表面。一项国际条约规定,为了避免污染任何新的星球,宇宙飞船必须在我们的最大能力范围内消毒。这些地方应该以最自然、最原始的形式进行研究。

这个论点是合理的。但人类很快就会走到一个十字路口,而这个十字路口不再需要真实。

人类殖民太空的哨兵——微生物

  • 细菌和真菌在国际空间站上繁衍生息

我们应该有目的地把地球上的微生物引进火星。这是最近发表在《FEMS微生物生态学杂志》上的一篇论文提出的观点。其逻辑是这样的:在未来十年,NASA和SpaceX等公司计划将人类送上火星。长期以来,我们一直在把火星变成另一个家园的雄心壮志。在我们最伟大的梦想中,我们甚至考虑将火星地球化,使它尽可能地与地球相似。我们这样做的理由各不相同。不管原因是什么,我们都想把火星变成一个我们可以享受类似我们现在生活的地方。很少有人愿意整天住在狭小的圆顶屋里,每当他们想要在这个红色星球的山谷中跋涉时,都要穿上厚重的宇航服。我们需要更自由的东西。

一旦我们决定生活在火星上,第一批殖民者就不应该是人类。它们应该是微生物。

它不会是“污染”,而是一个谨慎的、有目的的有益微生物的地球介绍。蓝藻使地球上的环境适合更复杂的生命形式。他们吸收了早期的二氧化碳并将其转化为氧气。与真菌、藻类和原生动物一样,这些生物是创造我们今天所享受的环境的最大因素。希望他们在火星上也能这样做。不仅如此,因为细菌是固碳固氮过程的一部分,正是固碳固氮过程造就了肥沃的土壤,细菌将成为新的食物链的基础。这使可持续的粮食供应成为可能。

然而,微生物必须首先在太空旅行中生存下来。

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  • 一张图表显示了火星细菌改造的步骤

这个提议很可怕。特别是在这样一个时刻,当我们了解微生物有多么危险的时候。它们如何在太空中进化?基因转移会导致生物体进化,但要知道这何时会发生,或者对我们意味着什么,是完全不可预测的,这也是无法避免的。这就是为什么科学家们强调这样一个事实:在我们把这些生物送过去之前,我们必须彻底地研究和了解它们。考虑到地球上估计有1万亿微生物物种,这需要大量的努力和投资。

我们每年花费在灭菌上的大量资金最好花在区分有益微生物和有害微生物上。仅仅消除有害的变异就意味着每个太空项目将节省数百万美元。在某些情况下,绝育的成本高达3亿美元,本来可以用在科学实验和开发上。

除了只将有益细菌送到火星表面外,新技术还将对其进行追踪和监控。看到生命的真实本质将是很有趣的——它们将如何在不断增加的辐射、氧气不足1%的大气、低压、极端的温度、缺乏容易获得的水的环境中挣扎求生。如果他们能挺过所有这些挑战,又将如何改变呢?

从理论上讲,我们技术的进步意味着,如果我们的生物确实与火星上任何现存的生命混合,我们仍然能够把它们区分开来。如DNA测序和基因操作,让我们更好地了解生命的基本结构。这项研究让我们确信,地球和火星生命形式的混合是不可能的。我们几乎不可能把其中一个误认为另一个。这里还有一点——数百磅的火星地壳被抛入太空,并以陨石的形式落在地球上。据估计,地球上也有类似数量的土壤以同样的方式登陆火星。因此,交叉污染已经是一种自然发生的现象,使得灭菌在这种情况下显得毫无意义。

然而,引入微生物的想法仍然存在一个令人不安的事实:尽管我们可以监控和挑选这些生物体,但它们与任何生命形式一样,永远不会完全在我们的控制之下。

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  • 想象一个远离地球、风景如画的火星殖民地

这是我们在准备首次人类火星任务时需要考虑的风险。我们不能像给设备消毒那样给人消毒。殖民者会带来食物和维持生命的工具。

当我们踏上火星的那一刻,地球上的生命将与火星上严酷的环境发生碰撞。如果新大陆上有原生生物,那么这也将是生命形式的碰撞。合适的微生物可以把新星球变成我们到达的新家。他们需要的只是前进的机会。

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