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近日,发表于《微生物学前沿》的一项研究显示,固定在国际空间站外的微生物至少可以存活3年,这表明生命有可能在从地球到火星的太空旅行中存活。
“如果细菌能在太空中生存,它们可能会从一个星球转移到另一个星球。”论文通讯作者、日本东京药科大学的Akihiko Yamagishi说。如果这种旅行是可能的,那么在太阳系以外的行星上发现生命的可能性就会增加。
据《新科学家》报道,耐辐射球菌天生具有很强的抗辐射能力,因为当DNA受损时,它们具有非凡的修复能力。Yamagishi和同事想要研究这种能力能否让耐辐射球菌在太空的恶劣环境中生存,那里的辐射尤其是紫外线水平非常高。
Yamagishi团队将不同厚度的耐辐射球菌细胞团送到国际空间站,它们被放置于铝板上并在空间站外部呆了3年。这些样本每年被采集并送回地球进行分析。
在至少半毫米厚的团块中,研究人员发现了幸存的细菌。
“太空中的紫外线很强,被认为可以杀死细菌。我们惊讶地发现,细菌在细胞团块中存活了长达3年之久。”Yamagishi说。
虽然菌团外层的细菌被紫外线破坏了,但这些死亡的细胞似乎保护了内层的细菌,使之存活下来。这些存活下来的细菌能够修复受损的DNA,并在实验室中生长。
http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2020/9/445205.shtm
"宇宙胚种"论是由瑞典化学家、1903年诺贝尔化学奖获得者阿列纽斯于1907年首先提出的,他认为:在宇宙中存在着微生物,这些微生物作为物种的孢子,在太阳光压力的推动下,被送到遥远的宇宙彼方,如果遇到像地球这样的行星,就把生命传播到那里。
「生命在一颗彗星上诞生,然后它就像传染一样,从一颗彗星传播到另一颗彗星,从一个恒星系统到另一个恒星系统,甚至遍布到一直持续膨胀的宇宙各处。」
别以为我是在给你看哪本科幻小说,其实这是英国顶尖大学卡迪夫大学天体生物学中心官网上的一段话,可以说,它代表了该中心的主要观点。
——地球生命起源于地球之外。
事实上,脑持类似观点的科研机构和科学家,真的大有人在。
早在20世纪初,瑞典化学家、1903年诺贝尔化学奖得主斯凡特·阿伦尼乌斯Svante Arrhenius就曾提出【泛种论】(英文Panspermia,也叫胚种论、宇宙撒种论)。
这种假说认为,生命的种子(比如各种微生物)遍布于全宇宙,它们通过流星、小行星、彗星等天体散播、繁衍、进化。
地球生命就是这样来的,这就像蒲公英播撒种子一样,35亿年前播散到了地球。
另一位诺奖得主、同时也是DNA双螺旋结构发现者之一——弗朗西斯·克里克Francis Crick,尽管认为阿伦尼乌斯的泛种论发生概率几乎为零,但他自己却在1973年提出了另一种更加耸人听闻的版本——【定向胚种论】(Directed panspermia)。
他认为,银河系里存在着更高级的智慧文明,有意识朝着地球这样的类地行星,定向投放了生命种子,才使得地球有了第一批生命的萌芽。
看起来很科幻,很有英国科幻电影《普罗米修斯》的主张,的确编剧就是深受定向胚种论的影响。
可别只拿它当作科幻创意,这种假说得到了很多大牛科学家的拥护。
其中包括大名鼎鼎的宇宙学家弗雷德·霍伊尔Fred Hoyle,这位宇宙大爆炸BigBang的命名者、宇宙稳态理论的创立者、恒星核合成理论的开创者,多次公开发表言论:生命及其令人惊叹的排列次序,一定是智慧设计的结果。
他曾原创性地端出来那个著名的比喻——
最简单的细胞随机产生的概念极其微小,小到——就像是龙卷风将垃圾场卷到空中后,利用其中的材料随机合成了一架波音747的概率!
看起来很眼熟是吧,刘慈欣在《三体·死神永生》描绘程心放弃启动引力波广播的痛苦抉择中,插播了一段地球生命的开端——
有机分子在闪电和宇宙射线中诞生,它们碰撞、融合、裂解。这是一场漫长的积木游戏,持续了五亿年。终于,一根分子链颤抖着分裂,复制出另一根完全相同的分子链,然后它们分别吸附周围的有机分子,再次复制自己……在这场积木游戏中,产生这样自我复制的分子链的几率如此之小,如同一阵龙卷风卷起一堆金属垃圾,落下后就组装成一辆奔驰车一般。
但这事竟然发生了,于是,长达三十五亿年的壮丽历程开始了。
所以,在霍伊尔这些大科学家看来,这种科学无法解释的现象,最好的解释就是外求,地球生命是被智慧设计的。
为此,他还伙同卡迪夫大学天文学系主任钱德拉·维克拉玛辛Chandra Wickramasinghe,在1978年联手提出胚种论的证据:
天文学家一直都无法解释星际尘埃中的一些特殊光谱线,其实是有机分子和细菌的存在证据。
他俩还抛出一个更为惊人的观点:地球生命很可能起源于进入太阳系的星际彗星所带来的有机分子。
地球上出现的一些病毒也是由彗星带来的,比如15世纪的梅毒、20世纪的艾滋病。
甚至,在霍伊尔去世两年后的2003年,钱德拉·维克拉玛辛还和同事一起,在全球著名医学杂志《柳叶刀》上发表论文指出:著名的SARS疫情,是由彗星所携带的微生物引发的。
2005年,他们通过研究印度太空研究组织(ISRO)从平流层采集到的大气样本,发现里面含有活性细胞。由此认为:地表空气是不会被带到高达41公里的高空大气层的,所以这些细胞应该来自于太空。进而得出,地球出现的一些病毒是由彗星带来的,不再只是个假说。
女承父业,后继有人。
钱德拉·维克拉玛辛的女儿小维克拉玛辛,和她的同事——来自卡迪夫大学天体生物学中心的一组科学家,2007年共同提出了「生命起源于彗星」假说。
这个假说认为:彗星的组成部分包含超新星爆发的残余物,其中又含有放射性元素,它们的衰变放热使得彗星内部的水能够保持液态。而液态水是孕育生命的基本条件。
而且,彗星上适宜生命存在的环境,所持续的时间要比地球上长得多。诞生生命的几率也高出20个数量级。
以至于,作为当今全球著名的胚种论研究机构——卡迪夫大学天体生物学中心,在官网首页上贴出了核心观点,就是文章开头的那段话。
问题来了,为什么这么多知名科学家会提出/支持地外生命起源假说呢?
尽管有各种原因促使这些聪明大脑冒出大胆想法,但根本原因只有一个,这就是面对科学尚且无法解释的现象,绝大多数人更喜欢求助于超自然力量来解释。毕竟,能够解释才能得到一种心理满足感、安全感。
即使是一些训练有素的大科学家,仍不能摆脱思这种思维惯性。
当然,我并不是在彻底否定地外生命起源论,保持开放态度的同时,我更倾向于寻求自然科学的解释。
问题又来了,地外生命起源论有错吗?有什么硬伤吗?
没有对错之分,只有有没有证据之分。目前这些地外生命起源论都停留在假说层面,拿不出强有力的证据证实自己。
不管是胚种论、定向胚种论,还是彗星撒种论、外星撒种论,全都缺乏实质上的证据。
至于说,智慧设计论其实跟神创论没有本质区别,只不过前者说是神级外星文明造人,后者说是上帝诸神造人罢了。
因为这是一种不可证伪的想法,当然也就无法当作科学解释。
另外,所有地外生命起源论一直都无法解释「生命到底是如何起源的」这一根本性问题,而这些假说不过是在回避或者拖延回答罢了。
比如追问那些智慧设计论/神创论的拥趸者:神级智慧体、诸神又是谁造的?全都深陷死循环,无一幸免。
对于这个根本问题,生物化学界给出了最主流的解释,就像刚才引用刘慈欣的那段描绘……
尽管还是粗线条的,更非完美解释,但至少是确定性的、有证据的解释。
随着科学技术的加速度,相信未来的科学共同体会提供一套更清晰更充分的解释。
https://www.sohu.com/a/206255905_735420
这个被称为“泛种论”的假说提出了行星间生命的转移。实验将极端微生物暴露在外太空,以测试微生物的生存能力和泛种论假说。具有足够厚度的屏蔽材料内的微生物可以在太空中生存。这一过程被称为“岩石泛种论”。我们先前在地面实验室实验的基础上提出,亚毫米级细胞颗粒(聚集体)可以在恶劣的空间环境中生存。为了验证我们的假设,我们将耐辐射细菌Deinococcus spp.的干细胞颗粒放在国际空间站(ISS)外部的暴露板上的铝板井中。我们将不同厚度的微生物细胞颗粒暴露在太空环境中。结果表明,细胞的聚集形式对于在恶劣的空间环境中生存具有重要意义。我们还分析了暴露于太空1-3年的样品。实验设计使我们能够获得并外推耐辐射球菌的存活时间过程来预测耐辐射球菌的存活时间。干燥的500μm厚脱细胞小球在太空中暴露3年后仍存活,并在培养过程中修复了DNA损伤。因此,直径为1mm的细胞小球具有足够的紫外线防护能力,估计可在太空环境中生存2-8年,并考虑到空间实验的光照效率。比较不同DNA修复缺陷突变体的存活率发现,暴露于空间3年的细胞聚集体受到DNA损伤,uvrA基因和uvdE基因产物修复DNA损伤最为有效,uvrA基因和uvdE基因产物负责核苷酸切除修复和uvdE损伤切除修复。总的来说,这些结果支持了微生物细胞聚集体(小球)在几年内作为微生物星际转移方舟的可能性。
The hypothesis called “panspermia” proposes an interplanetary transfer of life. Experiments have exposed extremophilic organisms to outer space to test microbe survivability and the panspermia hypothesis. Microbes inside shielding material with sufficient thickness to protect them from UV-irradiation can survive in space. This process has been called “lithopanspermia,” meaning rocky panspermia. We previously proposed sub-millimeter cell pellets (aggregates) could survive in the harsh space environment based on an on-ground laboratory experiment. To test our hypothesis, we placed dried cell pellets of the radioresistant bacteria Deinococcus spp. in aluminum plate wells in exposure panels attached to the outside of the International Space Station (ISS). We exposed microbial cell pellets with different thickness to space environments. The results indicated the importance of the aggregated form of cells for surviving in harsh space environment. We also analyzed the samples exposed to space from 1 to 3 years. The experimental design enabled us to get and extrapolate the survival time course to predict the survival time of Deinococcus radiodurans. Dried deinococcal cell pellets of 500 μm thickness were alive after 3 years of space exposure and repaired DNA damage at cultivation. Thus, cell pellets 1 mm in diameter have sufficient protection from UV and are estimated to endure the space environment for 2–8 years, extrapolating the survival curve and considering the illumination efficiency of the space experiment. Comparison of the survival of different DNA repair-deficient mutants suggested that cell aggregates exposed in space for 3 years suffered DNA damage, which is most efficiently repaired by the uvrA gene and uvdE gene products, which are responsible for nucleotide excision repair and UV-damage excision repair. Collectively, these results support the possibility of microbial cell aggregates (pellets) as an ark for interplanetary transfer of microbes within several years.
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.02050/full
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