太空探索:我们如何保护地球与外星生命“交叉感染”?

2021年12月06日 13:54 次阅读 稿源:新浪科技 条评论

北京时间12月6日消息,据国外媒体报道,一项新研究称,对入侵物种的研究可以帮助保护地球和其他行星免受外来微生物的侵害。2019年4月,以色列的“创世纪号”(Beresheet)飞船登陆月球前与地球失去联系,最终坠毁在月球表面。

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木卫二可能存在复杂的生命,因此探索这颗星球时,我们必须小心避免交叉污染

木卫二可能存在复杂的生命,因此探索这颗星球时,我们必须小心避免交叉污染

值得一提的是,该飞船的部分载荷是一群缓步动物(tardigrades),即俗称的“水熊虫”。这些生物体长不到1毫米,能够在极端的寒冷和辐射下生存。在进入一种近乎死亡的状态之前,它们排出几乎所有的水分。有人推测,创世纪号上的水熊虫可能在坠毁事故中幸存下来,如果把它们重新放入水中,可能还会复活。

当然,如果这些水熊虫真的能幸存下来,那它们此刻应该在月球表面静静地休眠,无法“肆意妄为”。不过,世界各国的科学家、政府和太空机构都同意的一点是,将地球上的生命带到外太空,或者将外天空的生命带回地球,往往都不是什么好事。

近期在《生物科学》(BioScience)杂志上发表的一篇论文就对这个问题进行了分析,文中总结了近年来的许多相关文献,并借鉴了新兴的入侵生物学领域的研究成果。所谓入侵生物学,指的是研究地球上非本地物种如何传播并改变新地点的学科,斑马贻贝(学名:Dreissena polymorpha)通过与本土物种的竞争而遍布北美就是一个典型的入侵例子。

现在,当涉及到其他天体时,人类更有可能发现或引入微生物,而不是贻贝或任何更大的生物,生态系统是一个非常广泛的概念,并不仅仅适用于湖泊或森林。

人类可能还需要很长时间才能在星际间发现生命。因此,现在谈论将地球微生物引入外星生态系统的问题有些为时过早。然而,当我们开始向其他星球发射飞船时,就有必要借鉴入侵生物学的研究成果,既是保护地球不受外星微生物的侵害,也是保护外星球不受我们的侵害。

这类跨学科或宏大的问题需要合作,考虑到与太空飞行相关的潜在生物污染问题,专家都主张将入侵生物学的成果应用于行星尺度的安全问题。

不过,生命总是会有办法的。随着人类对太空的探索越来越深入,我们很可能会在其他天体上遇到生命。到目前为止,大多数科学家认为这些生命主要是微生物的形式,一些研究者甚至怀疑木卫二(又称欧罗巴)可能存在多细胞生命。可以想象,我们可能会将地球微生物带到这些星球上,使它们在那里生存、繁衍并危害那里的生态系统。

这种场景似乎不太可能发生,但需要指出的是,我们的地球本身就是许多嗜极微生物的家园,它们往往生活在一些看似无法生存的地方,比如火山附近。此外,有研究显示,细菌可以在国际空间站外部存活大约一年。美国国家航空航天局(NASA)等太空机构采取了一切措施,试图将完全无菌的航天设备送入太空,但即便是他们的洁净室,也无法彻底摆脱微生物生命。有研究者甚至推测,通过一系列登陆火星的任务,我们可能已经在这颗红色星球上引入了地球生命。

这种污染可能会对地球造成威胁。微生物可能会通过某一项任务污染一个星球,在那里传播并适应气候;当后续的任务再次造访这个星球时,就可能会将一些经过进化的生命形式带回地球。

如果我们在太空中发现一些特别狭小的生境,它们也可能更容易受到入侵。地球上的许多岛屿就发生过类似的故事,遭遇了毁灭性的入侵事件。“几十年来的研究告诉我们,这些系统有多么脆弱,”里恰尔迪说,“如果引入错误的物种,那里可能会遭受严重的生态破坏。”

截至目前,保护地球不受外星污染物的侵害似乎并未与入侵生物学联系在一起,但以往其他研究人员曾描述过从太空返回时携带外星微生物的潜在风险。不过,这个话题在许多年前就引起了政策制定者的些许关注。1967年签署的《外层空间条约》(Outer Space Treaty)第九条提出,条约当事国在从事外空研究和探测时,应避免使外空(包括月球与其他天体)遭受有害污染,也应避免地球外物资使地球环境发生不利变化。NASA和国际空间研究委员会(COSPAR)在这方面也制定了相关政策。

考虑到一些国家对探索外星生命形式已经有具体的计划,对入侵生物学和其他学科的研究将有助于加强生物安全。我们正处于太空探索新时代的最前沿,在这种背景下,重新审视并扩展这些规章制度,以应对新的风险,似乎才是明智之举。

天体生物学家和其他太空机构的研究人员应当与入侵生物学家保持合作,共同改善地球和其他行星的生物安全。这将涉及建立新的早期发现和快速反应策略,包括便携式实时DNA测序技术的应用,并开发预测风险的模型等。

微生物附着在着陆器上返回地球,然后存活、传播并最终引发生态问题的可能性很小。然而,未雨绸缪总是有好处的。大多数政府都制定了应对地震或核泄漏的应急计划,随着时间的推移,人类将在太空中到达更远的区域,并更频繁地造访外星球,带去或带回某些生物的机会也将增加。

这些事件的发生虽然极不可能,但却是不可接受的。因此人类应该未雨绸缪,做好适当保障保护我们的安全。

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