太空探索我們如何保護地球與外星生命「交叉感染」

2021年12月06日13:20
木衛二可能存在複雜的生命,因此探索這顆星球時,我們必須小心避免交叉感染
木衛二可能存在複雜的生命,因此探索這顆星球時,我們必須小心避免交叉感染

  12月6日消息,據國外媒體報導,一項新研究稱,對入侵物種的研究可以幫助保護地球和其他行星免受外來微生物的侵害。

  2019年4月,以色列的“創世紀號”(Beresheet)飛船登陸月球前與地球失去聯繫,最終墜毀在月球表面。值得一提的是,該飛船的部分載荷是一群緩步動物(tardigrades),即俗稱的“水熊蟲”。這些生物體長不到1毫米,能夠在極端的寒冷和輻射下生存。在進入一種近乎死亡的狀態之前,它們排出幾乎所有的水分。有人推測,創世紀號上的水熊蟲可能在墜毀事故中倖存下來,如果把它們重新放入水中,可能還會復活。

  當然,如果這些水熊蟲真的能倖存下來,那它們此刻應該在月球表面靜靜地休眠,無法“肆意妄為”。不過,世界各國的科學家、政府和太空機構都同意的一點是,將地球上的生命帶到外太空,或者將外天空的生命帶回地球,往往都不是什麼好事。

  近期在《生物科學》(BioScience)雜誌上發表的一篇論文就對這個問題進行了分析,文中總結了近年來的許多相關文獻,並借鑒了新興的入侵生物學領域的研究成果。所謂入侵生物學,指的是研究地球上非本地物種如何傳播並改變新地點的學科,斑馬貽貝(學名:Dreissena polymorpha)通過與本土物種的競爭而遍佈北美就是一個典型的入侵例子。

  現在,當涉及到其他天體時,人類更有可能發現或引入微生物,而不是貽貝或任何更大的生物,生態系統是一個非常廣泛的概念,並不僅僅適用於湖泊或森林。

  人類可能還需要很長時間才能在星際間發現生命。因此,現在談論將地球微生物引入外星生態系統的問題有些為時過早。然而,當我們開始向其他星球發射飛船時,就有必要借鑒入侵生物學的研究成果,既是保護地球不受外星微生物的侵害,也是保護外星球不受我們的侵害。

  這類跨學科或宏大的問題需要合作,考慮到與太空飛行相關的潛在生物汙染問題,專家都主張將入侵生物學的成果應用於行星尺度的安全問題。

  不過,生命總是會有辦法的。隨著人類對太空的探索越來越深入,我們很可能會在其他天體上遇到生命。到目前為止,大多數科學家認為這些生命主要是微生物的形式,一些研究者甚至懷疑木衛二(又稱歐羅巴)可能存在多細胞生命。可以想像,我們可能會將地球微生物帶到這些星球上,使它們在那裡生存、繁衍並危害那裡的生態系統。

  這種場景似乎不太可能發生,但需要指出的是,我們的地球本身就是許多嗜極微生物的家園,它們往往生活在一些看似無法生存的地方,比如火山附近。此外,有研究顯示,細菌可以在國際空間站外部存活大約一年。美國國家航空航天局(NASA)等太空機構採取了一切措施,試圖將完全無菌的航天設備送入太空,但即便是他們的潔淨室,也無法徹底擺脫微生物生命。有研究者甚至推測,通過一系列登陸火星的任務,我們可能已經在這顆紅色星球上引入了地球生命。

  這種汙染可能會對地球造成威脅。微生物可能會通過某一項任務汙染一個星球,在那裡傳播並適應氣候;當後續的任務再次造訪這個星球時,就可能會將一些經過進化的生命形式帶回地球。

  如果我們在太空中發現一些特別狹小的生境,它們也可能更容易受到入侵。地球上的許多島嶼就發生過類似的故事,遭遇了毀滅性的入侵事件。“幾十年來的研究告訴我們,這些系統有多麼脆弱,”里恰爾迪說,“如果引入錯誤的物種,那裡可能會遭受嚴重的生態破壞。”

  截至目前,保護地球不受外星汙染物的侵害似乎並未與入侵生物學聯繫在一起,但以往其他研究人員曾描述過從太空返回時攜帶外星微生物的潛在風險。不過,這個話題在許多年前就引起了政策製定者的些許關注。1967年簽署的《外層空間條約》(Outer Space Treaty)第九條提出,條約當事國在從事外空研究和探測時,應避免使外空(包括月球與其他天體)遭受有害汙染,也應避免地球外物資使地球環境發生不利變化。NASA和國際空間研究委員會(COSPAR)在這方面也製定了相關政策。

  考慮到一些國家對探索外星生命形式已經有具體的計劃,對入侵生物學和其他學科的研究將有助於加強生物安全。我們正處於太空探索新時代的最前沿,在這種背景下,重新審視並擴展這些規章制度,以應對新的風險,似乎才是明智之舉。

  天體生物學家和其他太空機構的研究人員應當與入侵生物學家保持合作,共同改善地球和其他行星的生物安全。這將涉及建立新的早期發現和快速反應策略,包括便攜式實時DNA測序技術的應用,並開發預測風險的模型等。

  微生物附著在著陸器上返回地球,然後存活、傳播並最終引發生態問題的可能性很小。然而,未雨綢繆總是有好處的。大多數政府都製定了應對地震或核泄漏的應急計劃,隨著時間的推移,人類將在太空中到達更遠的區域,並更頻繁地造訪外星球,帶去或帶回某些生物的機會也將增加。

  這些事件的發生雖然極不可能,但卻是不可接受的。因此人類應該未雨綢繆,做好適當保障保護我們的安全。(任天)

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